5- Faça a distribuição eletrônica dos átomos de \mathrm{Cl}, \mathrm{Mg}, \mathrm{Ne}, \mathrm{K} e indique o número de elétrons na camada de valência de cada um dos átomos.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para cada átomo: (1) fazer a distribuição eletrônica (configuração eletrônica) e (2) indicar o número de elétrons na camada de valência. Os átomos a tratar são \mathrm{Cl}, \mathrm{Mg}, \mathrm{Ne}, \mathrm{K}.
Informações úteis que vou usar (números atômicos — retirei da tabela periódica):
  • \mathrm{Cl}: Z=17.
  • \mathrm{Mg}: Z=12.
  • \mathrm{Ne}: Z=10.
  • \mathrm{K}: Z=19.

Passo 2

Relembrando as regras básicas (explicação didática e passo a passo):
  1. Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): os elétrons ocupam os orbitais de menor energia para maior energia. A ordem relevante aqui é
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p.
  1. Regra de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos. Então um orbital s pode ter até 2 elétrons, um orbital p até 6 elétrons (três orbitais p × dois elétrons), um d até 10, etc.
  2. Regra de Hund: em subshells com orbitais degenerados (por exemplo os três orbitais 2p), os elétrons ocupam primeiro separadamente cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar. Isso minimiza repulsão e é a configuração de menor energia.
  3. Definição prática de elétrons de valência (para os átomos que nos interessam, elementos do bloco s e p): são os elétrons cujo número quântico principal n é o maior presente na configuração (a “camada” mais externa). Por exemplo, se a configuração termina em 3s^2 3p^5, a camada de valência é n=3 e tem 2+5=7 elétrons.
Vou aplicar essas regras preenchendo os orbitais até o número total de elétrons Z de cada átomo, mostrando passo a passo.

Passo 3

  1. Começar preenchendo a partir de 1s.
  2. Preenchimento:
1s^2 \quad(\text{2 elétrons},\\ \text{sobra }10-2=8)é
2s^2 \quad(\text{mais 2 elétrons},\\ \text{sobra }8-2=6)é
2p^6 \quad(\text{mais 6 elétrons},\\ \text{sobra }6-6=0)é
  1. Não restam elétrons. Então a configuração eletrônica final é
\mathrm{Ne}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6.
  1. A camada mais externa é n=2 (os orbitais 2s e 2p); o total nela é 2+6=8. Logo o número de elétrons de valência é
\text{elétrons de valência} = 8.éê

Passo 4

  1. Preencher a partir de 1s conforme ordem:
1s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }12-2=10)
2s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }10-2=8)
2p^6 \quad(\text{6},\\ \text{sobra }8-6=2)
3s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }2-2=0)
  1. Configuração final:
\mathrm{Mg}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2.
  1. A camada mais externa é n=3 (só o 3s neste caso) com 2 elétrons. Portanto
\text{elétrons de valência} = 2.éê

Passo 5

  1. Preencher sucessivamente:
1s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }17-2=15)
2s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }15-2=13)
2p^6 \quad(\text{6},\\ \text{sobra }13-6=7)
3s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }7-2=5)
3p^5 \quad(\text{5},\\ \text{sobra }5-5=0)
Observação sobre 3p^5: nos três orbitais 3p deve-se distribuir cinco elétrons; pela regra de Hund coloca-se primeiro um elétron em cada orbital (3 elétrons) e depois emparelham-se dois deles formando o total de 5 — mas o resultado final escrito é 3p^5.
2) Configuração final:
\mathrm{Cl}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5.
  1. A camada mais externa é n=3 com 3s^2 e 3p^5, totalizando 2+5=7. Portanto
\text{elétrons de valência} = 7.éê

Passo 6

  1. Preenchimento até Z=19:
1s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }19-2=17)
2s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }17-2=15)
2p^6 \quad(\text{6},\\ \text{sobra }15-6=9)
3s^2 \quad(\text{2},\\ \text{sobra }9-2=7)
3p^6 \quad(\text{6},\\ \text{sobra }7-6=1)
Agora sobra 1 elétron, o próximo orbital em ordem de energia é 4s, então:
4s^1 \quad(\text{1},\\ \text{sobra }1-1=0)
  1. Configuração final:
\mathrm{K}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1.
  1. A camada mais externa é n=4 (o elétron no 4s), então há \,1\, elétron de valência:
\text{elétrons de valência} = 1.éê

Passo 7

  • Para átomos do bloco s e p (como esses), basta preencher pela ordem mostrada e contar os elétrons com maior n para obter a valência.
  • Em problemas mais rápidos, é comum memorizar as configurações dos gases nobres (por exemplo \mathrm{Ne}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6) e construir a partir deles por adição de elétrons.
  • Lembre-se de aplicar Hund ao distribuir elétrons em orbitais p, e Pauli para não exceder 2 elétrons por orbital.

Resposta

\mathrm{Cl}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5;\quad elétrons de valência: 7
\mathrm{Mg}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2;\quad elétrons de valência: 2
\mathrm{Ne}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6;\quad elétrons de valência: 8
\mathrm{K}:\;1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1;\quad elétrons de valência: 1

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