Dê a notação da configuração da camada de valência (incluindo os elétrons d mais externos) dos
elementos do Grupo 13/III;

Passo 1

O enunciado pede: “Dê a notação da configuração da camada de valência (incluindo os elétrons d mais externos) dos elementos do Grupo 13/III.”\n
As informações relevantes que temos do enunciado:
  • Precisamos listar os elementos do Grupo 13/III: \text{B}, \text{Al}, \text{Ga}, \text{In}, \text{Tl} (e o elemento sintético do mesmo grupo, \text{Nh} — nihonium, Z=113).
  • Para cada elemento precisamos dar a configuração da camada de valência, incluindo explicitamente os elétrons d mais externos quando houverem (por exemplo em \text{Ga}, \text{In}, \text{Tl}, \text{Nh}).
  • Devemos apresentar a notação de forma clara (uso de abreviação por gás nobre quando útil e mostrar a parte de valência).

Passo 2

O que significa “camada de valência (incluindo os elétrons d mais externos)”? Vou explicar de um jeito prático e sem enrolação.\n
  • “Camada de valência” normalmente significa os elétrons no maior número quântico principal n (ex.: para quem tem n=4, são 4s e 4p). Esses são os elétrons que mais facilmente participam de ligações.
  • Contudo, para elementos das linhas que vêm depois das séries d e f, os elétrons d do nível imediatamente abaixo ( n-1) estão energeticamente próximos e às vezes participam ou influenciam fortemente a química. Por isso o enunciado pede para incluí-los: a forma geral para os membros do grupo a partir de \text{Ga} é
(n-1)d^{10}\; ns^{2}\; np^{1},
onde n é o número quântico principal da camada mais externa do elemento (por ex. n=4 para \text{Ga}, n=5 para \text{In}, etc.). Aqui cada expoente indica o número de elétrons naquele subnível.

Passo 3

Como escrever a configuração de forma prática (regra usada aqui):\n
  • Vou usar a notação com gás nobre entre colchetes para abreviar o núcleo eletrônico interno (por exemplo, [\text{Ar}], [\text{Kr}], etc.). Dentro do modo matemático eu escrevo isso como [\text{Ar}].
  • Depois do gás nobre eu coloco explicitamente os subníveis d, s, p relevantes.
  • Sempre que o enunciado pede a “camada de valência incluindo d mais externos”, vou listar a parte que envolve o (n-1)d^{10} (quando existir) seguida de ns^2 np^1. Para os casos leves ( \text{B} e \text{Al}) não há (n-1)d externo e listo apenas ns^2 np^1.

Passo 4

Elementos leves do grupo (não têm d externo a incluir): \text{B} e \text{Al}.\n
  • Para \text{B} (boro, Z=5): configuração completa até a valência é [\text{He}]\,2s^{2}2p^{1}. A camada de valência é, portanto,
2s^{2}2p^{1}.
  • Para \text{Al} (alumínio, Z=13): configuração completa até a valência é [\text{Ne}]\,3s^{2}3p^{1}. A camada de valência é, portanto,
3s^{2}3p^{1}.

Passo 5

Elementos médios do grupo ( \text{Ga} e \text{In}) — incluir o (n-1)d^{10}:\n
  • Para \text{Ga} (gálio, Z=31): a notação com gás nobre é [\text{Ar}]\,3d^{10}4s^{2}4p^{1}. Aqui o (n-1)d é 3d^{10}. A parte pedida (camada de valência incluindo o d mais externo) é
3d^{10}\;4s^{2}\;4p^{1}.
  • Para \text{In} (índio, Z=49): a notação é [\text{Kr}]\,4d^{10}5s^{2}5p^{1}. A camada de valência incluindo o d mais externo é
4d^{10}\;5s^{2}\;5p^{1}.

Passo 6

Elementos pesados do grupo ( \text{Tl} e \text{Nh}) — incluir o (n-1)d^{10} correspondente e notar presença de f internos como parte do núcleo:\n
  • Para \text{Tl} (tálio, Z=81): uma forma compacta é [\text{Xe}]\,4f^{14}5d^{10}6s^{2}6p^{1}. A parte que queremos (incluindo o d mais externo) é
5d^{10}\;6s^{2}\;6p^{1}.
  • Para \text{Nh} (nihonium, Z=113, elemento do mesmo grupo): a configuração prevista, incluindo os f internos e o d externo, é [\text{Rn}]\,5f^{14}6d^{10}7s^{2}7p^{1}. A parte pedida é
6d^{10}\;7s^{2}\;7p^{1}.
(obs.: para elementos muito pesados há efeitos relativísticos que alteram levemente energias, mas a forma (n-1)d^{10}\;ns^{2}\;np^{1} é a representação usada normalmente para a camada de valência, que é o que o enunciado solicita.)

Passo 7

Resumo didático rápido para memorizar: para Grupo 13 escreva sempre (n-1)d^{10}\;ns^{2}\;np^{1} quando n\ge4; para os dois primeiros membros (B e Al) não há (n-1)d externo a incluir. Isso dá uma regra simples de decorar: o grupo tem configuração final s^{2}p^{1} e, para os elementos após a série d, há também um bloco d^{10} imediatamente abaixo.

Resposta

\text{B}:\;2s^{2}2p^{1}
\text{Al}:\;3s^{2}3p^{1}
\text{Ga}:\;3d^{10}\;4s^{2}\;4p^{1}
\text{In}:\;4d^{10}\;5s^{2}\;5p^{1}
\text{Tl}:\;5d^{10}\;6s^{2}\;6p^{1}
\text{Nh}:\;6d^{10}\;7s^{2}\;7p^{1}

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