1. Se 2 s^{\prime} 2 p^{\prime} é a última camada: (\mathbf{4}, \mathbf{5})
    a) Pode se afirmar que esta distribuição electrónica é fundamental? Justifica
    b) Pode se afirmar que não existem órbitas vazias na camada de valência? Justifica
    c) Classifica o elemento quanto a família?

Passo 1

O enunciado diz que a última camada (camada de valência) tem configuração eletrónica
2s^2\,2p^5
e pede:
a) verificar se esta é a configuração fundamental;
b) verificar se há orbitais vazios nessa camada de valência;
c) classificar o elemento quanto à família.
Para isso vamos usar as regras de Aufbau (preenchimento por energia), o princípio de Pauli e a regra de Hund, além de identificar o número atómico e a posição na tabela periódica.

Passo 2

Para estar em estado fundamental a configuração tem de obedecer:
  1. Preencher primeiro o orbital de menor energia (Aufbau): em n=2, 2s vem antes de 2p.
  2. Cada orbital comporta no máximo dois eletrões com spins opostos (Pauli).
  3. Nos subníveis degenerados 2p, coloca-se um eletrão em cada orbital antes de emparelhar (Hund).
Na configuração dada, enchem-se primeiro os dois lugares de 2s e depois chegam 5 eletrões em 2p. Segundo Hund, os três orbitais 2p recebem um eletrão cada (3 eletrões) e depois os dois seguintes emparelham em dois deles. Logo a configuração é exatamente a que resulta de aplicar as três regras sem violar nenhuma. Portanto, é a configuração fundamental.

Passo 3

A camada de valência em n=2 tem o orbital 2s (1 orbital) e os orbitais 2p ( p_x,p_y,p_z, 3 orbitais). A ocupação é:
2s^2\quad\text{(completamente cheio)}
2p^5\quad\Rightarrow\;5\text{ eletrões em 3 orbitais}õ
Pela regra de Hund, a distribuição nos 2p é
(p_x^2,\;p_y^2,\;p_z^1)
ou seja, dois orbitais têm 2 eletrões e um tem 1 eletrão, não sobrando nenhum orbital vazio. Logo, não existem orbitais vazios na camada de valência.

Passo 4

O total de eletrões da configuração de valência é 2+5=7. Mas lembrando que temos também 1s^2 na camada interna, o átomo tem
2\\ (1s) + 2\\ (2s) + 5\\ (2p) = 9
eletrões, logo número atómico Z=9. Esse elemento é o flúor, que está no grupo 17 (VIIA) da tabela periódica, conhecido como halogénio.

Resposta

a) Sim. Porque obedece à ordem de energia (Aufbau), ao princípio de Pauli e à regra de Hund.
b) Sim. Não há orbitais vazios em n=2: os três orbitais 2p estão ocupados (2,2,1).
c) É um halogénio (grupo 17 da tabela periódica).

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