Observações realizadas durante eclipses solares permitiram a constatação de uma emissão característica de cor verde na coroa solar. No século XIX, esse resultado levou a comunidade científica a acreditar na existência de um novo elemento químico, o qual foi denominado coronium, por causa da origem de sua descoberta. Apenas no início do século XX, evidências mostraram que esse elemento não existe, e a emissão verde, na realidade, deve-se à presença do íon de ferro altamente ionizado
(Fe, Z = 26). Considerando os valores de Z para Ne = 10, Ar = 18 e Kr = 36, a distribuição eletrônica de mais baixa energia desse íon altamente ionizado é:
b)
b)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um íon de ferro bem carregado, o
, e nos pede para descobrir qual é a distribuição eletrônica de menor energia desse íon. A matéria aqui envolve configuração eletrônica e íonização de átomos. Para resolver, a gente vai precisar saber como os elétrons são organizados nas camadas ao redor do átomo e como a perda de elétrons afeta essa organização.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa
. O número 13 com o sinal de mais indica que o átomo de ferro perdeu 13 elétrons, ficando com uma carga positiva de +13. O ferro (Fe) tem número atômico
, ou seja, um átomo neutro de ferro tem 26 elétrons.
Passo 3
Como o íon perdeu 13 elétrons, vamos subtrair esse valor do número original de elétrons:
Então, o íon
tem 13 elétrons.
Passo 4
Agora, precisamos distribuir esses 13 elétrons nas diferentes camadas e subníveis de energia. A distribuição eletrônica segue a ordem de preenchimento dos orbitais, que geralmente segue a regra aufbau, além de considerar a plicidade de Hund e o princípio de exclusão de Pauli.
As camadas são preenchidas na ordem:
-
-
-
-
-
-
-
-
, e assim por diante.
Passo 5
Vamos distribuir os 13 elétrons:
- Camada 1 (
): 2 elétrons - Camada 2 (
): 2 elétrons - Camada 2 (
): 6 elétrons - Camada 3 (
): 2 elétrons - Camada 3 (
): 1 elétron
Total:
elétrons
Nesse ponto, todas as camadas inferiores estão preenchidas, então restam 1 elétron para a camada
.
Passo 6
Então, a configuração eletrônica completa para
fica:
Onde
representa as camadas completas do Neônio, que são
.
Passo 7
Agora, vamos comparar com a opção fornecida:
b)
Vamos somar os elétrons dessa configuração:
-
: 10 elétrons -
: 2 elétrons -
: 6 elétrons -
: 5 elétrons
Total:
elétrons
Mas lembra que nosso íon tem apenas 13 elétrons. Portanto, essa configuração está errada para
.
Resposta
A configuração eletrônica de menor energia para o íon
é
.