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:
Passo 1
O que o enunciado pede e quais informações temos:
- Pedem três coisas para o íon
: - configuração eletrônica completa;
- configuração eletrônica condensada (cerne do gás nobre);
- 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 (
) tem número atômico . Como é o íon , o número de elétrons é .
Passo 2
Contando elétrons e objetivo final (sem começar a montar a configuração ainda).
- O átomo neutro de
tem elétrons. - O íon
tem elétrons. - Portanto a configuração pedida deve distribuir
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
, , , , , , , , , , , , , , … (esta lista é um guia; o importante é saber que os elétrons adicionais depois de ocupam os orbitais , e conforme a tabela periódica). - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode conter no máximo dois elétrons com spins opostos; escreve-se
, , , para ocupações cheias. - Regra de Hund: ao preencher orbitais degenerados (por exemplo, os cinco orbitais
), 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
(normalmente os elétrons de valência) antes de remover elétrons do conjunto . Assim, para metais de transição de 4d/5d, os elétrons (se presentes) são removidos antes dos .
Passo 4
Determinar a configuração do átomo neutro de
(para depois retirar elétrons).
- A partir da tabela periódica e da prática comum: o tungstênio neutro tem configuração (em notação condensada)
. - Isso corresponde a
elétrons do núcleo xenônio + em + em + em , totalizando elétrons, consistente com .
Passo 5
Formação do íon
: de onde saem os elétrons?
- Seguimos a regra para metais de transição: removem-se primeiro os elétrons do orbital com maior
. - Em
neutro os elétrons de maior estão em ( ). Logo, ao formar retiram-se esses dois elétrons . - Resultado imediato: os dois elétrons
são removidos e permanecem os elétrons em e .
Passo 6
Escrever a configuração eletrônica completa (expandida) para
.
- Vou listar todos os subshells desde
até os ocupados, por clareza, e garantir que a soma dê elétrons. - A configuração completa é:
- Conferindo a soma de elétrons:
, consistente com .
Observação didática: essa escrita coloca os blocos de forma clara; os termos
fazem parte do núcleo xenônio
normalmente, mas aqui estão listados explicitamente para a configuração completa.
Passo 7
Escrever a configuração eletrônica condensada (cerne do gás nobre) para
.
- O gás nobre anterior ao tungstênio é o xenônio
, que já contém os elétrons até . - Depois de
restam os elétrons (os foram removidos ao formar o íon). - Assim, a configuração condensada é:
Passo 8
Diagrama de quadrículas (apenas elétrons da camada de valência) e explicação de por que esse desenho.
- Para
os elétrons de valência relevantes são os . Os orbitais consistem em cinco orbitais degenerados. - Pela regra de Hund, ao inserir 4 elétrons em cinco orbitais degenerados
, 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 (
) como diagrama de quadrículas (cada é um orbital com um elétron com spin “para cima”; é orbital vazio):
- Isso mostra quatro elétrons desemparelhados em quatro dos cinco orbitais
.
Passo 9
Resumo final curto (preparando a resposta final conforme pedido).
Resposta
(i)
(ii)
(iii)
(ii)
(iii)