Quantos elétrons não pareados são encontrados nos seguintes átomos nos seus estados fundamentais:
a) Mn
b) Sc
c) Fe
d) Zn

Passo 1

Beleza, o exercício quer saber quantos elétrons ficam sozinhos (não pareados) nos átomos no estado fundamental de Mn, Sc, Fe e Zn. O conteúdo envolve configuração eletrônica – você vai usar o número atômico de cada elemento, a ordem de preenchimento de orbitais (princípio de Aufbau) e as regras de Pauli e Hund para contar quem fica solitário.

Passo 2

Antes de tudo, é bom ter na ponta da língua três coisinhas:
  1. Princípio de Aufbau: preenchemos os orbitais do menor para o maior nível de energia (1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d …).
  2. Princípio de Pauli: cada orbital aceita no máximo 2 elétrons, com spins opostos.
  3. Regra de Hund: dentro de um mesmo subnível (tipo 3d), a gente coloca primeiro um elétron em cada orbital para maximizar elétrons não pareados e só depois emparelha.
    Elétron “não pareado” é aquele que está sozinho num orbital, sem um companheiro de spin oposto.

Passo 3

a) Mn (Z=25)
  1. Descobrimos a configuração: Mn: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^5
    2. No subnível 3d, há 5 elétrons e 5 orbitais disponíveis. Pela regra de Hund, cada orbital recebe 1 elétron antes de emparelhar, logo temos 5 orbitais com 1 elétron cada.
    Elétrons não pareados em Mn = 5

Passo 4

b) Sc (Z=21)
  1. Configuração: Sc: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^1
    2. No 3d, só tem 1 elétron, então ele fica sozinho num orbital.
    Elétrons não pareados em Sc = 1

Passo 5

c) Fe (Z=26)
  1. Configuração: Fe: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^6
    2. No 3d são 6 elétrons em 5 orbitais. Primeiro 5 ficam um em cada orbital (não pareados), o 6º tem que emparelhar num desses orbital.
    - Orbitais com 1 elétron: 4
    - Orbitais com 2 elétrons: 1
    Elétrons não pareados em Fe = 4

Passo 6

d) Zn (Z=30)
  1. Configuração: Zn: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6,4s^2,3d^10
    2. No 3d estão 10 elétrons, ou seja, cada um dos 5 orbitais tem 2 elétrons (totalmente emparelhado).
    Elétrons não pareados em Zn = 0

Resposta

a) Mn: 5
b) Sc: 1
c) Fe: 4
d) Zn: 0

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