Faça a distribuição eletrônica para os átomos seguintes, segundo (i) configuração eletrônica completa e (ii) configuração eletrônica condensada (cerne do gás nobre) e (iii) diagrama de quadrículas apenas elétron(s) na camada de valência:
\mathrm{W}^{2+}

Passo 1

O que o enunciado pede e quais informações temos:
  • Pedem três coisas para o íon \mathrm{W}^{2+}:
    1. configuração eletrônica completa;
    2. configuração eletrônica condensada (cerne do gás nobre);
    3. diagrama de quadrículas mostrando apenas o(s) elétron(s) na camada de valência.
  • Informação implícita que vou usar (não estava explicitada no enunciado, mas é necessária): o elemento tungstênio ( \mathrm{W}) tem número atômico Z=74. Como é o íon \mathrm{W}^{2+}, o número de elétrons é 74-2=72.

Passo 2

Contando elétrons e objetivo final (sem começar a montar a configuração ainda).
  • O átomo neutro de \mathrm{W} tem Z=74 elétrons.
  • O íon \mathrm{W}^{2+} tem 72 elétrons.
  • Portanto a configuração pedida deve distribuir 72 elétrons nos orbitais seguindo as regras usuais (Aufbau, princípio de exclusão de Pauli e regra de Hund). Vou aplicar essas regras passo a passo nas próximas etapas.

Passo 3

Relembrando, de forma bem didática e curta, as regras que usamos para montar a configuração:
  • Princípio de Aufbau (ordem de preenchimento): preencher os orbitais em ordem de energia crescente. Uma lista prática e suficiente para elementos pesados é a que leva a sequências como 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, … (esta lista é um guia; o importante é saber que os elétrons adicionais depois de [\mathrm{Xe}] ocupam os orbitais 4f, 5d e 6s conforme a tabela periódica).
  • Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode conter no máximo dois elétrons com spins opostos; escreve-se s^2, p^6, d^{10}, f^{14} para ocupações cheias.
  • Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo, os cinco orbitais d), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar.
  • Regra para íons de metais de transição: ao formar cátions, remove-se primeiro os elétrons do orbital com maior número quântico principal n (normalmente os elétrons s de valência) antes de remover elétrons do conjunto d. Assim, para metais de transição de 4d/5d, os elétrons 6s (se presentes) são removidos antes dos 5d.

Passo 4

Determinar a configuração do átomo neutro de \mathrm{W} (para depois retirar elétrons).
  • A partir da tabela periódica e da prática comum: o tungstênio neutro tem configuração (em notação condensada) [\mathrm{Xe}]\,4f^{14}5d^{4}6s^{2}.
  • Isso corresponde a 54 elétrons do núcleo xenônio [\mathrm{Xe}] + 14 em 4f + 4 em 5d + 2 em 6s, totalizando 54+14+4+2=74 elétrons, consistente com Z=74.

Passo 5

Formação do íon \mathrm{W}^{2+}: de onde saem os elétrons?
  • Seguimos a regra para metais de transição: removem-se primeiro os elétrons do orbital com maior n.
  • Em \mathrm{W} neutro os elétrons de maior n estão em 6s ( 6s^{2}). Logo, ao formar \mathrm{W}^{2+} retiram-se esses dois elétrons 6s^{2}.
  • Resultado imediato: os dois elétrons 6s são removidos e permanecem os elétrons em 5d e 4f.

Passo 6

Escrever a configuração eletrônica completa (expandida) para \mathrm{W}^{2+}.
  • Vou listar todos os subshells desde 1s até os ocupados, por clareza, e garantir que a soma dê 72 elétrons.
  • A configuração completa é:
1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{6}\,3d^{10}\,4s^{2}\,4p^{6}\,4d^{10}\,4f^{14}\,5s^{2}\,5p^{6}\,5d^{4}
  • Conferindo a soma de elétrons: 2+2+6+2+6+10+2+6+10+14+2+6+4=72, consistente com \mathrm{W}^{2+}.
Observação didática: essa escrita coloca os blocos de forma clara; os termos 5s^{2}\,5p^{6} fazem parte do núcleo xenônio [\mathrm{Xe}] normalmente, mas aqui estão listados explicitamente para a configuração completa.

Passo 7

Escrever a configuração eletrônica condensada (cerne do gás nobre) para \mathrm{W}^{2+}.
  • O gás nobre anterior ao tungstênio é o xenônio [\mathrm{Xe}], que já contém os elétrons até 5p^{6}.
  • Depois de [\mathrm{Xe}] restam os elétrons 4f^{14}5d^{4} (os 6s foram removidos ao formar o íon).
  • Assim, a configuração condensada é:
[\mathrm{Xe}]\,4f^{14}5d^{4}

Passo 8

Diagrama de quadrículas (apenas elétrons da camada de valência) e explicação de por que esse desenho.
  • Para \mathrm{W}^{2+} os elétrons de valência relevantes são os 5d^{4}. Os orbitais d consistem em cinco orbitais degenerados.
  • Pela regra de Hund, ao inserir 4 elétrons em cinco orbitais degenerados d, coloca-se um elétron em quatro orbitais com spins paralelos (não emparelhando ainda), ficando um orbital vazio.
  • Representando apenas os elétrons da camada de valência ( 5d^{4}) como diagrama de quadrículas (cada \boxed{\uparrow} é um orbital com um elétron com spin “para cima”; \boxed{\;} é orbital vazio):
5d:\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\;}
  • Isso mostra quatro elétrons desemparelhados em quatro dos cinco orbitais d.

Passo 9

Resumo final curto (preparando a resposta final conforme pedido).

Resposta

(i) 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{6}\,3s^{2}\,3p^{6}\,3d^{10}\,4s^{2}\,4p^{6}\,4d^{10}\,4f^{14}\,5s^{2}\,5p^{6}\,5d^{4}
(ii) [\mathrm{Xe}]\,4f^{14}5d^{4}
(iii) 5d:\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\uparrow}\\ \boxed{\;}

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