Questão 31. Explique as seguintes observações experimentais:
A configuração eletrônica do Cr é
ao invés de
.
A configuração eletrônica do Cr é
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que o cromo, cujo número atômico é 24, adota a configuração eletrônica
em vez da configuração esperada pela regra de Aufbau pura
Os conceitos envolvidos são a ordem de energias dos orbitais atômicos, o princípio de Hund e o ganho de energia de troca (exchange energy).
Passo 2
Pela regra de Aufbau simples, primeiro se preenche o orbital de menor soma
, ou seja,
antes de
. Assim, até o cromo deveríamos ter
Passo 3
Na prática, a diferença de energia entre
e
é muito pequena e muda conforme os orbitais vão sendo ocupados. Quando chegamos perto do meio do subnível
, passa a ser energeticamente mais favorável “retirar” um elétron de
e colocá-lo em
, porque o orbital
fica ligeiramente mais baixo em energia que o
ocupado.
Passo 4
Além disso, o princípio de Hund e a energia de troca dizem que cada elétron sendo desemparelhado em orbitais diferentes do mesmo subnível traz um ganho de estabilidade. Ao passar de
para
, o subnível
fica meio-preenchido, maximizando o número de spins paralelos e, com isso, aumentando a energia de troca e diminuindo a repulsão eletrônica.
Resposta
A configuração eletrônica do Cr é
porque o ganho de energia de troca e a pequena diferença de energia entre os orbitais fazem com que o arranjo com meio-preenchimento de
seja mais estável que
.