Faça a distribuição eletrônica do germânio
e do molibdênio
.
Passo 1
O enunciado pede a distribuição eletrônica (configuração eletrônica) de dois elementos: germânio com
e molibdênio com
.
Informações dadas que vamos usar:
Informações dadas que vamos usar:
- Número atômico do germânio:
(portanto elétrons no átomo neutro). - Número atômico do molibdênio:
(portanto elétrons no átomo neutro).
O objetivo é escrever a sequência de ocupação dos orbitais até somar todos os elétrons e apresentar a forma abreviada (com gás nobre) também.
Passo 2
Relembrando as regras principais que eu vou usar (explicadinho, sem pressa):
-
Princípio de Aufbau (construção): os elétrons ocupam os orbitais do menor para o maior nível de energia. Uma forma prática de lembrar a ordem de preenchimento para os orbitais relevantes aqui é:
, , , , , , , , , , , …
(Isto significa que, ao encher, ogeralmente se preenche antes do , e o antes do .) -
Princípio de Pauli (exclusão): cada orbital comporta no máximo
elétrons com spins opostos. -
Regra de Hund: ao ocupar orbitais degenerados (por exemplo, os três orbitais
ou os cinco orbitais ), preencha primeiro com elétrons desemparelhados um em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar. -
Exceções conhecidas: alguns elementos de transição mostram e configurações “promovidas” (transferem um elétron do orbital
para o ) porque configurações semi-cheias ( ) ou cheias ( ) têm estabilidade adicional. Um caso clássico é o molibdênio ( ), que tende a apresentar a configuração com em vez da “esperada” . Vou explicar isso ao aplicar.
Passo 3
Vou montar a configuração do germânio (
) passo a passo, contando elétrons:
-
Primeiro, até o gás nobre argônio (
) temos . Ou seja, os primeiros elétrons correspondem a: -
Restam
elétrons a distribuir após . -
Preenchendo na ordem de energia após
: -
comporta até elétrons: coloco . Agora sobraram elétrons. - Em seguida vêm os orbitais
, que comportam até : coloco . Agora sobraram elétrons. - Finalmente, os
elétrons restantes vão para : coloco . Sobra elétrons.
-
-
Assim a configuração completa (estendida) fica:Em forma abreviada com gás nobre:
Passo 4
Verificação e comentários sobre o germânio (pra você ficar confiante na prova):
- Soma dos elétrons após
: tem , tem , tem . Total , que somados aos do dão . Certo. - Aplicação de Hund: em
existem três orbitais ; os dois elétrons ocupam dois orbitais diferentes com spins paralelos antes de emparelhar, ou seja, está com dois elétrons desemparelhados inicialmente — isso é o que Hund manda. Na escrita de configuração já está correto; em prova você pode desenhar o diagrama de orbitais se pedirem.
Passo 5
Agora o molibdênio (
). Primeiro a construção “padrão” e depois a exceção:
- Até o gás nobre criptônio (
) temos . Então os primeiros elétrons são representados por . - Restam
elétrons a distribuir após .
Seguindo a ordem de preenchimento normal:
- Preencher
com até : colocaria . Restariam . - Em seguida preencher
com os elétrons restantes: . Isso daria a configuração “esperada” (não corrigida):
Passo 6
Exceção e razão física (a parte que costuma cair em prova e confundir, então vou explicar devagar):
- Entre os metais de transição é comum que exista uma estabilidade extra quando a subcamada
fica semi-cheia ( ) ou cheia ( ). Consequentemente, às vezes um elétron do orbital é “promovido” para o , mudando para . - No molibdênio isso ocorre: a configuração observada experimentalmente e que é a mais estável é
- Por que isso acontece na prática? Porque a pequena energia extra de ter um
meio cheio compensa a energia necessária para promover um elétron do para o . Portanto o estado com e fica mais estável.
Passo 7
Verificação do molibdênio:
- Contagem:
tem elétrons. Em temos elétrons além do , totalizando — bate certinho. - Nota prática: muitos livros listam
como exceção e mostram explicitamente . Em prova, se pedir configuração do molibdênio, use essa forma.
Passo 8
Resumo prático para memorizar (umas dicas rápidas para a prova):
- Para elementos até o
normalmente a regra do Aufbau padrão funciona direto. - Para elementos de transição considere as exceções clássicas:
( ) e ( ) por estabilidade de semi-camada ; e análogos e que favorecem . Se estiver em dúvida, pense em completar ou semi-completar a subcamada .
Resposta
Germânio:
Molibdênio:
Molibdênio: