3.6- Represente a configuração eletrônica no estado fundamental para os seguintes elementos:
(b) Fe
(b) Fe
Passo 1
O que o enunciado pede: representar a configuração eletrônica no estado fundamental do elemento ferro (Fe).
Informações dadas / necessárias que vou usar:
Informações dadas / necessárias que vou usar:
- Símbolo do elemento:
. - Número atômico do ferro (número de prótons = número de elétrons em átomo neutro):
. Portanto precisamos posicionar elétrons nos orbitais, obedecendo às regras da distribuição eletrônica.
Passo 2
Conceitos básicos que vou usar (explicados de forma simples):
- Um elétron é descrito por orbitais caracterizados por números quânticos
(nível principal) e (subnível: correspondem a ). - Capacidade de cada subnível:
-
comporta até elétrons; -
comporta até elétrons; -
comporta até elétrons; -
comporta até elétrons.
-
- Princípio de exclusão de Pauli: em um mesmo orbital só podem existir até dois elétrons, com spins opostos.
- Regra de Hund: em subníveis degenerados (como os cinco orbitais
), primeiro se coloca um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar elétrons.
Esses conceitos são a “caixa de ferramentas” para montar a configuração.
Passo 3
Ordem de preenchimento (regra de Madelung / Aufbau em termos práticos):
- Os orbitais são preenchidos por ordem crescente de
. Se houver empate em , preenche primeiro o que tem menor . - Exemplo importante para o ferro: comparar
e : - Para
: . - Para
: .
Como, o orbital é preenchido antes do . (Observação: isso vale para o preenchimento no estado fundamental; na ionização os elétrons saem tipicamente do antes do , mas isso é só um detalhe prático.)
- Para
Passo 4
Vou preencher os elétrons passo a passo até
, seguindo a ordem de preenchimento padrão:
- Preencher
: comporta elétrons total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons total acumulado: . - Preencher
: comporta elétrons (lembre que vem antes de ) total acumulado: . - Restam
elétrons a colocar: estes vão para o subnível . O comporta até , então colocamos os elétrons no .
Passo 5
Aplicando a regra de Hund ao preencher
:
- Existem cinco orbitais
. Pela regra de Hund, primeiro coloca-se um elétron de mesmo spin em cada orbital (até 5 elétrons), depois começa a emparelhar. - Para
: coloca-se um elétron em cada um dos cinco orbitais ( elétrons) e o sexto elétron emparelha um dos orbitais já ocupados. - Consequência prática: no
há elétrons desemparelhados (um orbital ficou com par, quatro ficaram com um elétron cada). - Representação esquemática (orbitais e spins) do bloco final importante:
(Isto mostra o
emparelhado e o
com um par e quatro elétrons desemparelhados; é só uma representação visual para entender os spins.)]
Passo 6
Resumo do procedimento: usando capacidade de subníveis, regra de Madelung (ordem de preenchimento), princípio de Pauli e regra de Hund, chegamos à ocupação dos
elétrons distribuída entre os subníveis indicados. Evitei usar exceções (como Cr e Cu) porque o ferro não é um caso especial — segue a ordem padrão.