Para os seguintes átomos:
e F responda:
a) Quantos elétrons de valência existem em cada um dos átomos desses elementos?
b) Qual a ordem crescente de níveis de energia que estes elementos se encontram?
c) Quais os números quânticos para o último elétron na última subcamada de cada um deles?
d) Quantos elétrons emparelhados e desemparelhados existem na camada de valência de cada um desses átomos?
a) Quantos elétrons de valência existem em cada um dos átomos desses elementos?
b) Qual a ordem crescente de níveis de energia que estes elementos se encontram?
c) Quais os números quânticos para o último elétron na última subcamada de cada um deles?
d) Quantos elétrons emparelhados e desemparelhados existem na camada de valência de cada um desses átomos?
Passo 1
O enunciado pede para cinco átomos (Na, Mg, N, S e F):
- (a) determinar o número de elétrons de valência em cada um;
- (b) identificar em que subníveis (níveis de energia) esses elétrons de valência se encontram, e ordenar esses subníveis em ordem crescente de energia;
- (c) dar os quatro números quânticos
do último elétron que entra na subcamada de valência de cada átomo; - (d) contar quantos elétrons emparelhados e quantos desemparelhados existem na camada de valência de cada átomo.
Para isso vamos usar o conceito de configuração eletrônica (camadas e subcamadas), o princípio de Aufbau, a regra de Hund e a atribuição dos números quânticos.
Passo 2
(a) O número de elétrons de valência de um átomo de elemento principal de bloco s ou p é igual ao número de elétrons nas suas subcamadas mais externas. Usando a configuração eletrônica em notação condensada:
– Na: elétron de valência
– Mg: elétrons de valência
– N: elétrons de valência
– S: elétrons de valência
– F: elétrons de valência
– Na:
– Mg:
– N:
– S:
– F:
Passo 3
(b) Os elétrons de valência ocupam os seguintes subníveis (com principal quantum number
e azimutal
):
– N e F: subnível
– Na e Mg: subnível
– S: subnível
Em ordem crescente de energia dos subníveis (Aufbau):
– N e F: subnível
– Na e Mg: subnível
– S: subnível
Em ordem crescente de energia dos subníveis (Aufbau):
Passo 4
(c) Para cada átomo, partimos da última ocupação e atribuímos os quatro números quânticos do último elétron que entrou:
– Na: último elétron em
– Na: último elétron em
– Mg: último elétron em
(segundo elétron do orbital)
– N: último elétron em
. Pelo princípio de Hund, os três primeiros elétrons vão em
com mesmo spin
, então o terceiro (último) fica em
com spin
:
– S: último elétron em
. Os três primeiros ocupam
com spin
; o quarto emparelha em
com spin
, logo:
– F: último elétron em
. Os cinco elétrons em
ocupam assim: dois em
(par), dois em
(par) e um em
(ímpar). O quinto é o segundo em
com spin
:
Passo 5
(d) Na contagem de elétrons emparelhados e desemparelhados na camada de valência, contamos todos os elétrons nas subcamadas s e p externas:
– Na ( ):
emparelhados,
desemparelhado
– Mg ( ):
emparelhados,
desemparelhados
– N ( ):
emparelhados (no
s),
desemparelhados (nos
orbitais
p)
– S ( ):
emparelhados (
no
s
no par de
p),
desemparelhados
– F ( ):
emparelhados (
no
s
no
p),
desemparelhado
– Na (
– Mg (
– N (
– S (
– F (
Resposta
(a) Na:
; Mg:
; N:
; S:
; F:
.
(b) Ordem de subníveis de valência em ordem crescente de energia:
(b) Ordem de subníveis de valência em ordem crescente de energia:
(c) Último elétron:
– Na:
– Mg:
– N:
– S:
– F:
(d) Elétrons emparelhados / desemparelhados na valência:
– Na: /
– Mg: /
– N: /
– S: /
– F: /
– Na:
– Mg:
– N:
– S:
– F:
(d) Elétrons emparelhados / desemparelhados na valência:
– Na:
– Mg:
– N:
– S:
– F: