Para praticar: exercício 1
Quantos elementos do segundo periodo da tabela periodica (do Li ao Ne) teräo pelo menos um elétron desemparelhado em suas configuraçöes eletrônicas? (a) 3, (b) 4, (c) 5, (d) 6, (e) 7.

Passo 1

O enunciado pergunta: “Quantos elementos do segundo período da tabela periódica (do Li ao Ne) terão pelo menos um elétron desemparelhado em suas configurações eletrônicas?”
As informações que temos (os elementos do segundo período) são: \text{Li},\\ \text{Be},\\ \text{B},\\ \text{C},\\ \text{N},\\ \text{O},\\ \text{F},\\ \text{Ne}.
A tarefa é contar quantos desses átomos, no estado fundamental (neutros), têm pelo menos um elétron desemparelhado.

Passo 2

Conceitos básicos que vamos usar (explicados de forma simples):
  • Cada átomo neutro tem um número de elétrons igual ao seu número atômico Z. Ex.: \text{Li} tem Z=3 elétrons, \text{Be} tem Z=4, etc.
  • Orbitais relevantes para o segundo período: 1s, 2s e os três orbitais 2p (denominados 2p_x,2p_y,2p_z).
  • Capacidade de cada orbital: um orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos (Princípio de Pauli). Então:
    • 1s acomoda até 2 elétrons,
    • 2s acomoda até 2 elétrons,
    • os três orbitais 2p juntos comportam até 6 elétrons ( 3\times2=6 ).
  • Regra de Aufbau (ordem de enchimento): preenche-se primeiro 1s, depois 2s, depois 2p.
  • Regra de Hund (muito importante para saber se há elétrons desemparelhados): ao preencher orbitais degenerados (os três 2p), coloca-se um elétron em cada orbital equivalente com spins paralelos antes de começar a emparelhar. Isso maximiza o número de elétrons desemparelhados possível para uma dada ocupação de 2p.

Passo 3

Vamos montar a configuração eletrônica de cada elemento do segundo período (mostrando por que há ou não elétrons desemparelhados).
  • \text{Li} ( Z=3): preenchimento até 3 elétrons.
    \text{Li}: 1s^2\,2s^1
    O elétron em 2s está sozinho no orbital 2s, logo há pelo menos um elétron desemparelhado. (Sim)
  • \text{Be} ( Z=4): quatro elétrons.
    \text{Be}: 1s^2\,2s^2
    O 2s está com dois elétrons emparelhados; os 2p estão vazios. Não há elétrons desemparelhados. (Não)
  • \text{B} ( Z=5): cinco elétrons.
    \text{B}: 1s^2\,2s^2\,2p^1
    Há um elétron em 2p ocupando um dos orbitais 2p sozinho → pelo menos um desemparelhado. (Sim)
  • \text{C} ( Z=6): seis elétrons.
    \text{C}: 1s^2\,2s^2\,2p^2
    Pelas regras de Hund, os dois elétrons 2p ocupam orbitais 2p diferentes com spins paralelos → dois elétrons desemparelhados. (Sim)
  • \text{N} ( Z=7): sete elétrons.
    \text{N}: 1s^2\,2s^2\,2p^3
    Cada um dos três orbitais 2p tem um elétron (todos desemparelhados) → três desemparelhados. (Sim)
  • \text{O} ( Z=8): oito elétrons.
    \text{O}: 1s^2\,2s^2\,2p^4
    Nos 2p com 4 elétrons: segundo Hund, primeiro colocam-se 3 elétrons em orbitais separados, o 4.º precisa emparelhar em um desses orbitais. Resultado: dois orbitais têm um elétron (desemparelhado cada) e um orbital tem dois elétrons emparelhados. Portanto existem elétrons desemparelhados (dois). (Sim)
  • \text{F} ( Z=9): nove elétrons.
    \text{F}: 1s^2\,2s^2\,2p^5
    Nos 2p com 5 elétrons: dois orbitais emparelhados e um com um elétron solteiro → há pelo menos um desemparelhado (um, neste caso). (Sim)
  • \text{Ne} ( Z=10): dez elétrons.
    \text{Ne}: 1s^2\,2s^2\,2p^6
    Os 2p estão completamente preenchidos (3 orbitais com 2 elétrons cada), tudo emparelhado → nenhum elétron desemparelhado. (Não)

Passo 4

Agora somamos os “Sim” que encontramos:
  • Sim para \text{Li},\\ \text{B},\\ \text{C},\\ \text{N},\\ \text{O},\\ \text{F} → isso dá 6 elementos.
  • Não para \text{Be} e \text{Ne}.
Logo, a resposta correta é que 6 elementos do segundo período têm pelo menos um elétron desemparelhado.

Resposta

(d) 6

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