Quantos elétrons desemparelhados possui o átomo de cobre?
Passo 1
O enunciado pergunta quantos elétrons desemparelhados tem o átomo de cobre. Informação importante que vamos usar: o número atômico do cobre é
(ou seja, o átomo neutro de cobre tem
elétrons).
Passo 2
Relembrando regras básicas (curta e direta, tipo checklist para a prova):
- Princípio de Aufbau: encher orbitais de menor energia para maior energia, na ordem conhecida (por exemplo
, , , , , , , …). - Princípio de exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo
elétrons, com spins opostos (ou seja, um par). - Regra de Hund: em orbitais degenerados (mesma subcamada, por ex. os cinco orbitais
), colocar primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de começar a emparelhar. - Atenção às exceções: alguns elementos de transição (como o cobre) têm configuração eletrônica experimental diferente da previsão “padrão” por razões de estabilidade de subníveis (subnível completamente cheio ou meio-cheio costuma ser energeticamente favorável).
Passo 3
Preencher os elétrons até o gás nobre anterior (
):
isso corresponde a
elétrons. Como o cobre tem
elétrons, faltam
elétrons para completar a configuração.
Passo 4
Seguindo a ordem de energia, preencheríamos inicialmente
e
. A distribuição “ingênua” seria
Porém o cobre é um caso conhecido de exceção: é energeticamente mais favorável promover um elétron de
para
, obtendo a configuração observada experimentalmente
Explicação curta e intuitiva: preencher completamente a subcamada
(passando de
para
) dá uma estabilidade extra que compensa a movimentação do elétron do
, resultando em
.
Passo 5
Agora analisar emparelhamento por subnível:
- Para
: a subcamada tem orbitais; com elétrons cada orbital fica com elétrons — portanto, todos os elétrons em estão emparelhados. Isso significa elétrons desemparelhados na subcamada . - Para
: há um único elétron no orbital . Um orbital com elétron tem esse elétron necessariamente desemparelhado (não há segundo elétron com spin oposto naquele orbital).
Passo 6
Resumo do que encontramos por subnível (sem somar ainda):
-
: elétrons desemparelhados. -
: elétron desemparelhado.