3.6- Represente a configuração eletrônica no estado fundamental para os seguintes elementos:
(a) N

Passo 1

O enunciado pede: representar a configuração eletrônica no estado fundamental para o elemento \mathrm{N}.
Informações relevantes dadas / que precisamos usar:
  • Número atômico de \mathrm{N}: Z = 7. Ou seja, o átomo neutro de \mathrm{N} possui 7 elétrons para distribuir nas orbitais.
  • O objetivo é escrever a configuração eletrônica no estado fundamental (nível mais baixo de energia possível).

Passo 2

O que significa “estado fundamental” e quais regras usar (aqui explico como fazer passo a passo):
  • Estado fundamental: é a distribuição dos elétrons nas orbitais que minimiza a energia total do átomo — ou seja, preenche as orbitais de menor energia primeiro.
  • Três regras práticas que usamos para preencher orbitais:
    1. Regra de Aufbau (princípio da construção): preencher orbitais na ordem de energia crescente. Ordem útil inicial: 1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p etc. Aqui só precisaremos até 2p.
    2. Princípio de Pauli: uma mesma orbital (mesmo nível e subnível) comporta no máximo dois elétrons, com spins opostos. Em notação, uma orbital com dois elétrons é representada como s^{2} ou p^{6} quando cheia.
    3. Regra de Hund: ao preencher orbitais degeneradas (por exemplo, as três orbitais 2p), coloca-se um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar elétrons. Isso reduz repulsão e dá menor energia.
Vou explicar cada uma em linguagem simples para você aplicar na prova:
  • Ordnung de preenchimento: pense numa fila onde o lugar mais baixo é 1s, depois 2s, depois 2p. Sempre enche o lugar mais baixo disponível.
  • Pauli: cada “caixinha” (orbital) segura no máximo dois elétrons, que precisam ter sentidos de spin opostos (um \uparrow e um \downarrow).
  • Hund: se tiver 3 caixinhas equivalentes e 3 elétrons, coloque um em cada caixinha, todos com o mesmo spin ( \uparrow), antes de começar a emparelhar.

Passo 3

Contagem e início do preenchimento (vou fazer bem passo a passo, contando elétrons):
  • Temos 7 elétrons no total: isso é 7 unidades que vou alocar nas orbitais por ordem de energia.
  • Primeiro preenchemos 1s: uma orbital 1s acomoda até 2 elétrons. Então colocamos 2 elétrons em 1s.
    • Resultado parcial: 1s^{2}.
    • Elétrons restantes: 7 - 2 = 5.
  • Próximo é 2s: também cabe 2 elétrons.
    • Preenchemos 2s^{2}.
    • Elétrons restantes: 5 - 2 = 3.
  • Restam 3 elétrons e a próxima subcamada disponível é 2p, que tem três orbitais degeneradas ( 2p_x,2p_y,2p_z) e capacidade total 6. Vamos distribuir os 3 elétrons em 2p seguindo a regra de Hund (um em cada orbital, spins paralelos).
    • Resultado: 2p^{3}.
  • Assim a configuração completa fica: 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{3}.

Passo 4

Ilustração do arranjo em 2p para fixar a ideia (diagrama de orbitais)
  • As três orbitais 2p recebem um elétron cada, com spins paralelos. Em notação de setas: \text{2p: }\uparrow\quad\uparrow\quad\uparrowIsso representa que cada uma das três orbitais 2p tem um elétron não pareado — informação útil se pedirem momento magnético ou multiplicidade.

Passo 5

Checagem final e observações práticas para a prova
  • Somando os elétrons por subnível: 2 + 2 + 3 = 7, confere com Z=7. Boa!
  • Formas equivalentes de escrever a configuração: forma completa 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{3} ou forma abreviada usando o gás nobre anterior ( \mathrm{He}): [\mathrm{He}]\,2s^{2}\,2p^{3}.
  • Dica de prova: quando pedirem apenas a configuração, escreva a forma completa; se pedirem forma abreviada, use o gás nobre antecedente entre colchetes.

Resposta

[\mathrm{He}]\,2s^{2}\,2p^{3} (equivalente a 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{3})

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