Questão 02)
De acordo com as características dos átomos da tabela periódica:
a)
Escreva as configurações eletrônicas dos elementos
e S , preencha os respectivos orbitais e informe quais deles possuem configuração de gás nobre.
b)
Construa esboço do diagrama de energia para as ligações
e
e informe sobre o comportamento magnético de cada composto. Explique.
c)
Qual dos elementos Sódio e Lítio apresenta primeira energia de ionização superior? Explique.
d)
Qual dos elementos Berilio e Litio apresenta segunda energia de ionização superior? Explique.
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado aborda quatro tópicos de química inorgânica: (a) configuração eletrônica de íons e átomos e identificação de configurações de gás nobre; (b) desenho qualitativo do diagrama de níveis de energia molecular (MO) para
e
e análise do comportamento magnético; (c) tendência de primeira energia de ionização entre Na e Li; (d) tendência de segunda energia de ionização entre Be e Li. Para resolver usaremos o princípio de Aufbau, Pauli e Hund, teoria de orbitais moleculares e conceitos de atração nuclear efetiva.
Passo 2
Para o item (a) determinamos as configurações eletrônicas seguindo a ordem de preenchimento 1s, 2s, 2p, 3s, 3p:
– : tem
elétrons, logo
–
–
: tem 3 elétrons, logo
–
: tem
elétrons, logo
–
: tem
elétrons, logo
–
: tem 16 elétrons, logo
Destacamos que todos os orbitais estão preenchidos segundo Hund e Pauli.
Passo 3
Ainda no item (a), identificamos quais têm configuração de gás nobre:
– ,
e
possuem a mesma configuração do gás nobre Néon
.
– e
não atingem configuração de gás nobre em seu estado neutro.
–
–
Passo 4
Para o item (b) usamos o diagrama de orbitais moleculares baseado em átomo de oxigênio e flúor (valência 2s e 2p). A ordem de níveis para
e
é
–
tem 12 elétrons de valência: preenche até
com 2 elétrons desemparelhados em
. Logo
é paramagnético.
– tem 14 elétrons de valência: preenche completamente
(4 elétrons) e deixa
vazio, sem elétrons desemparelhados. Logo
é diamagnético.
–
Passo 5
No item (c) comparamos a primeira energia de ionização
de Li e Na. Embora ambos tenham elétron de valência em orbital s, Li (2
) é menor e o elétron está mais próximo do núcleo (maior atração nuclear efetiva) do que em Na (3
). Assim
Passo 6
No item (d) comparamos a segunda energia de ionização. Para Li, a segunda ionização remove um elétron do orbital 1s (núcleo), o que exige energia muito alta. Para Be, a segunda ionização remove o segundo elétron de 2s, mais externo. Portanto
ou seja, Li tem segunda energia de ionização superior à de Be.
Resposta
a)
(gás nobre)
(gás nobre)
(gás nobre)
b)
: diagrama MO até
com 2 elétrons desemparelhados → paramagnético
: diagrama MO até
totalmente pareado → diamagnético
c)
d)