O que são elétrons desemparelhados? No átomo de 14 Si, quantos elétrons do nível mais externo estão desemparelhados?

Passo 1

Beleza, o enunciado tá perguntando “o que são elétrons desemparelhados” e, no caso de um átomo de silício ( ^14;14Si), “quantos elétrons do nível mais externo estão desemparelhados”. Isso é Química Inorgânica/Quântica básica, e a gente vai precisar saber:
  1. como funciona configuração eletrônica (níveis, subníveis e orbitais);
  2. o que são elétrons desemparelhados (regra de Hund e spin);
  3. identificar o nível mais externo e contar os desemparelhados nele.

Passo 2

Primeiro, o que são elétrons desemparelhados?
  • Cada orbital comporta até 2 elétrons, e eles “se emparelham” quando ocupam o mesmo orbital com spins opostos.
  • Se, em um conjunto de orbitais de mesma energia (como os três orbitais p), cada elétron for colocado sozinho antes de formar pares, esses elétrons não têm parceiro de spin no mesmo orbital: são elétrons desemparelhados.
  • A “regra de Hund” diz justamente isso: preencha cada orbital com um elétron antes de emparelhar.

Passo 3

Agora, a configuração eletrônica do silício (Z = 14) é:
1s^2;2s^2;2p^6;3s^2;3p^2
  • “1s²” e “2s²2p⁶” formam os níveis internos, totalmente preenchidos.
  • O nível mais externo (a camada de valência) é o “3s²3p²”.

Passo 4

Na camada 3:
  • O subnível 3s tem 1 orbital, cheio com 2 elétrons (3s²) → não há desemparelhados ali.
  • O subnível 3p tem 3 orbitais, mas só 2 elétrons (3p²). Pela regra de Hund, esses dois elétrons ocupam orbitais diferentes e não formam par num mesmo orbital. Ou seja, cada um fica sozinho num orbital p.
Desse modo, no 3p temos 2 elétrons desemparelhados, e no 3s nenhum.

Resposta

No átomo de silício, o nível mais externo (3s²3p²) tem 2 elétrons desemparelhados.

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