Faça a distribuição eletrônica dos seguintes átomos e íons, indicando a camada de valência:
f) U

Passo 1

O elemento urânio tem número atômico Z=92, ou seja, 92 elétrons. Para montar sua distribuição eletrônica vamos usar os princípios de Aufbau (ordem de preenchimento n+\ell), de Pauli (no máximo dois elétrons por orbital, spins opostos) e de Hund (orbitais degenerados ocupados antes de receberem o segundo elétron). Depois de preenchermos todos os níveis até o gás nobre mais próximo, indicamos os elétrons dos orbitais f, d e s que completam os 92 elétrons. A camada de valência será dada pelos orbitais de mais alta energia (aqueles além do núcleo de gás nobre).

Passo 2

Primeiro, reconhecemos que o gás nobre anterior ao urânio é o radônio, cujo número atômico é 86. Logo, até o radônio o preenchimento está completo. Podemos então escrever a parte interna da distribuição eletrônica como
[\text{Rn}]\quad(\text{correspondente a }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^{10}\,6s^2\,6p^6).

Passo 3

A seguir, adicionamos os elétrons que decorrem de Z=87 até Z=92, obedecendo à sequência de orbitais:
7s recebe 2 elétrons (é o próximo após 6p).
6d recebe 1 elétron.
5f recebe 3 elétrons (orbitais 5f começam a ser preenchidos a partir do actínio).
Somando estes elétrons chegamos a 86 + 2 + 1 + 3 = 92. Assim, a distribuição final do urânio é
[\text{Rn}]\,5f^3\,6d^1\,7s^2.

Passo 4

A camada de valência corresponde aos orbitais de maior energia envolvidos na química do elemento. No caso do urânio, são os orbitais
5f,\quad 6d,\quad 7s
com configuração eletrônica de valência
5f^3\,6d^1\,7s^2.
Se quisermos destacar a camada principal de valência (maior número quântico n), ela é n=7, onde há 2 elétrons em 7s.

Resposta

Configuração eletrônica do urânio:
[\text{Rn}]\,5f^3\,6d^1\,7s^2.
Camada de valência: orbitais 5f^3\,6d^1\,7s^2 (camada principal n=7 com 7s^2).

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