Forneça as configurações eletrônicas para os seguintes íons e suas formas neutras:
e
e (
)
Passo 1
O que o enunciado pede: fornecer as configurações eletrônicas (forma completa e/ou forma com gás nobre) para os seguintes íons e também para as suas formas neutras:
- Íons:
. - Neutros correspondentes:
.
Informações relevantes que usaremos (vindas do enunciado e do problema implícito):
- Cada elemento tem um número atômico
(número de prótons) que determina o número de elétrons na forma neutra. - Para íons, o número de elétrons muda: para um cátion
remove-se elétrons; para um ânion adiciona-se elétrons. - Vou calcular o número de elétrons de cada espécie e escrever a configuração eletrônica adequada.
Passo 2
Conceitos e regras que vou usar (explicação didática):
- Regra de Aufbau (preenchimento): os elétrons ocupam orbitais em ordem crescente de energia. Uma sequência prática para os primeiros níveis é
Essa ordem significa que, ao montar a configuração, coloca-se elétrons em
antes de começar a encher
.
- Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital pode comportar no máximo dois elétrons com spins opostos; por isso escrevemos
, , etc. - Regra de Hund: em orbitais degenerados (por exemplo os três
ou cinco ), primeiro coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de parear. - Para cátions de metais de transição, ao ionizar, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais
(por exemplo ) e só depois dos ( ). Por isso, mesmo que seja preenchido antes de , ele é esvaziado primeiro ao formar íons. - Notação com gás nobre: em vez de escrever toda a parte interior, usa-se o último gás nobre com configuração completa como atalho. Exemplos muito usados:
Passo 3
Números atômicos
e como obter o número de elétrons de cada espécie:
-
. Portanto neutro tem elétrons. terá elétrons. -
. neutro tem elétrons. terá elétrons. -
. neutro tem elétrons. terá elétrons. -
. neutro tem elétrons. terá elétrons. -
. neutro tem elétrons. terá elétrons. -
. neutro tem elétrons. terá elétrons.
Passo 4
Como montar as configurações (exemplo do procedimento):
- Preencher gradualmente as caixinhas na ordem de energia dada:
até completar, depois , , etc., até atingir o número total de elétrons desejado. - Sempre que for conveniente, usar atalho do gás nobre: por exemplo,
elétrons corresponde a ; elétrons corresponde a ; elétrons corresponde a . - Vou aplicar esse procedimento para cada átomo e íon da lista.
Passo 5
Configuração da
neutra (
):
- Preenchemos em ordem:
(2 elétrons), (2, total 4), (6, total 10), (2, total 12), restam elétrons para ocupar . - Então a configuração completa é
- Em forma com gás nobre:
Passo 6
Configuração da
(ânion com
elétrons):
- Já vimos que
elétrons corresponde à configuração do gás nobre argônio. - Logo a configuração é
ou, em forma abreviada,
Passo 7
Configuração da
neutra (
):
- Preenchendo:
(2), (2, total 4), (6, total 10), restam elétrons para ocupar e : e . - Configuração completa:
- Em forma abreviada:
Passo 8
Configuração da
(cátion com
elétrons):
-
elétrons corresponde ao gás nobre néon. - Configuração:
ou
Passo 9
Configuração da
neutra (
):
- Preenchendo até
elétrons dá ; os dois elétrons adicionais vão para . - Configuração:
ou
Passo 10
Configuração da
(cátion com
elétrons):
- Ao perder
elétrons, o cálcio perde os dois elétrons , ficando com os elétrons de . - Configuração:
ou
Passo 11
Configuração da
neutra (
):
- Depois de
(18 elétrons) sobram elétrons para preencher: (2, restam 15), (10, restam 5), e então (5). - Configuração completa:
- Em abreviado:
Passo 12
Configuração da
(ânion com
elétrons):
- Ao ganhar 1 elétron,
chega a elétrons, que é a configuração do gás nobre criptônio . - Configuração:
ou
Passo 13
Configuração da
neutra (
):
- Depois de
(18 elétrons) sobram elétrons. Preenche-se (2, restam 6) e então (6). - Configuração (forma usual):
ou
(Observação didática: algumas representações escrevem
; ambas indicam os mesmos ocupações.)
Passo 14
Configuração da
(cátion com
elétrons):
- Para formar cátion remove-se elétrons primeiro de
: retirar elétrons de e mais elétron de , restando . - Assim a configuração do
é
ou
(Esta configuração com
é estável e comum para
.)
Passo 15
Configuração da
neutra (
):
- Preenchendo:
(2), (2, total 4), restam elétrons para : . - Configuração:
ou
Passo 16
Configuração da
(ânion com
elétrons):
- Ao ganhar 2 elétrons, atinge
elétrons, igual a . - Configuração:
ou