Identifique o elemento especifico que corresponde a cada uma das seguintes configurações eletrônicas e indique o número de elétrons desemparelhados para cada um deles:
b) 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{4}

Passo 1

O que o enunciado pede e o que ele dá:
  • Enunciado: identificar o elemento químico correspondente à configuração eletrônica dada e indicar o número de elétrons desemparelhados.
  • Informação fornecida: a configuração eletrônica \,1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{4}\,.
  • Perguntas a responder:
    1. Qual é o elemento (nome e símbolo) cuja configuração é \,1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{4}\, (assumindo átomo neutro)?
    2. Quantos elétrons estão desemparelhados nesse átomo?

Passo 2

Contar o número total de elétrons a partir da configuração fornecida para identificar o número atômico:
2 + 2 + 4 = 8.
Explicação curta: em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número atômico Z. Logo, o átomo com 8 elétrons tem Z=8.

Passo 3

Identificar o elemento no quadro periódico usando Z=8:
  • O elemento com número atômico Z=8 é o oxigênio, símbolo \mathrm{O}.
    Breve incentivo: já estamos perto da resposta final — só falta ver como esses elétrons estão distribuídos nos orbitais para contar os desemparelhados.

Passo 4

Relembrar as regras que usamos para distribuir e contar elétrons (aulas rápidas, mastigadas):
  • Princípio de Aufbau: preenche-se primeiro os orbitais de menor energia (a ordem aqui é 1s, depois 2s, depois 2p).
  • Princípio de Pauli: cada orbital pode comportar no máximo 2 elétrons, com spins opostos.
  • Regra de Hund: em orbitais degenerados (os três orbitais 2p), os elétrons ocupam primeiro cada orbital com spin paralelo (um em cada) antes de emparelhar.
  • Capacidade de subsíntemas: um orbital s comporta até 2 elétrons; o conjunto p (três orbitais) comporta até 6 elétrons.

Passo 5

Montar o diagrama de ocupação orbital explicitando como os elétrons ficam (uso de setas para spins dentro de modo matemático):
  • Para 1s^{2}: \,1s:\\ \uparrow\downarrow\,.
  • Para 2s^{2}: \,2s:\\ \uparrow\downarrow\,.
  • Para 2p^{4}: os três orbitais 2p são degenerados; segundo Hund, primeiro coloca-se um elétron em cada orbital e só então começa a emparelhar. Portanto a distribuição será
2p:\\ \uparrow\downarrow,\\ \uparrow,\\ \uparrow.
Explicação detalhada do 2p^{4}: colocar os primeiros 3 elétrons como \uparrow,\\ \uparrow,\\ \uparrow (um em cada orbital). O quarto elétron precisa entrar em um desses orbitais já ocupados, formando um par \uparrow\downarrow em um dos três orbitais.

Passo 6

Contar os elétrons desemparelhados a partir do diagrama:
  • No 1s não há desemparelhados (ambos emparelhados).
  • No 2s não há desemparelhados (ambos emparelhados).
  • No 2p temos a distribuição \uparrow\downarrow,\\ \uparrow,\\ \uparrow — isto é, dois orbitais com um único elétron cada (desemp.), e um orbital emparelhado.
  • Portanto o número de elétrons desemparelhados é \,2\,.
Comentário motivador: isso explica, por exemplo, por que o oxigênio elementar (em átomos isolados) tem comportamento paramagnético parcial — porque tem elétrons desemparelhados.

Passo 7

Exemplos rápidos para distinguir e fixar:
  • Se a configuração fosse \,1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{3}\, (como no nitrogênio), a distribuição em 2p seria \uparrow,\\ \uparrow,\\ \uparrow e haveria \,3\, elétrons desemparelhados.
  • Se fosse \,1s^{2}\;2s^{2}\;2p^{5}\, (como no flúor), a distribuição em 2p seria \uparrow\downarrow,\\ \uparrow\downarrow,\\ \uparrow e haveria \,1\, elétron desemparelhado.

Resposta

Oxigênio (O), Z=8; 2 elétrons desemparelhados.

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