Questão 11. Descreva o princípio de Aufbau, a regra de Hund e o princípio da exclusão de Pauli.
Passo 1
O enunciado pede para descrever três regras fundamentais de configuração eletrônica de átomos: o princípio de Aufbau, a regra de Hund e o princípio da exclusão de Pauli. Vamos ver cada uma detalhadamente, explicando o que são os números quânticos envolvidos e como eles norteiam o preenchimento de elétrons em orbitais atômicos.
Passo 2
O princípio de Aufbau (“construção” em alemão) dita que os elétrons ocupam primeiro os orbitais de menor energia disponível. Em termos práticos, calcula-se para cada orbital o valor de
sendo o número quântico principal e
o azimutal. Orbitais com menor
são preenchidos antes. Em caso de empate em
, o orbital de menor
recebe elétron primeiro. Isso explica sequências como
,
,
,
,
,
,
, etc.
sendo
Passo 3
A regra de Hund estabelece que, ao preencher orbitais degenerados (mesmo valor de
e
, como os três orbitais
), os elétrons entram primeiro com spins paralelos, ocupando cada orbital com um elétron antes de formar pares. Assim, para um conjunto de três orbitais
, colocamos primeiro três elétrons com
(ou o mesmo spin) em orbitais diferentes, e só então começamos a emparelhar com
. Isso minimiza repulsões eletrônicas e maximiza o spin total.
Passo 4
O princípio de exclusão de Pauli afirma que não existem dois elétrons no átomo que possuam o mesmo conjunto de quatro números quânticos
. Em cada orbital (que já é definido por
) cabem no máximo dois elétrons, e eles devem ter spins opostos, ou seja, valores diferentes de
(
e
).
Resposta
Princípio de Aufbau: os elétrons ocupam orbitais em ordem crescente de energia, seguindo o critério de menor
e, em caso de empate, menor
.
Regra de Hund: em orbitais degenerados, coloque um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar, maximizando o spin total.
Princípio da exclusão de Pauli: não há dois elétrons com o mesmo conjunto de números quânticos
; cada orbital pode conter até dois elétrons de spins opostos.