Qual dos seguintes íons tem a configuração eletrônica de um gás nobre?
Passo 1
Beleza, o exercício pergunta qual íon tem configuração eletrônica igual a de um gás nobre. O conteúdo aqui é configuração eletrônica de átomos e íons, mais especificamente o conceito de espécies isoeletrônicas (mesmo número de elétrons) de um gás nobre. Para resolver, vamos precisar saber:
- O número atômico (Z) do cálcio,
- Como o cálcio forma o cátion Ca²⁺ (perda de elétrons),
- Como distribuir eletrons em camadas e subníveis (princípio de Aufbau e regras de Hund/Pauli).
Passo 2
Primeiro, o cálcio neutro (Ca) tem Z = 20, ou seja, 20 elétrons. Quando ele vira Ca²⁺, ele perde 2 elétrons.
– Regra geral: ao formar cátions, removemos primeiros os elétrons de maior energia, que são os do orbital 4s.
Então Ca (20 e⁻) → Ca²⁺ (20 − 2 = 18 e⁻).
– Regra geral: ao formar cátions, removemos primeiros os elétrons de maior energia, que são os do orbital 4s.
Então Ca (20 e⁻) → Ca²⁺ (20 − 2 = 18 e⁻).
Passo 3
Agora, vamos montar a configuração para 18 elétrons. Pelo princípio de Aufbau:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p.
Escrevendo em LaTeX:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p.
Escrevendo em LaTeX:
Se você reparar, isso é exatamente a configuração do Argônio (Ar), que é o gás nobre de número atômico 18.
Resposta
O íon
tem configuração eletrônica
e, portanto, é isoeletrônico a um gás nobre (Argônio).