(UPE) Em relação ao íon férrico no estado fundamental, é correto afirmar que:
Dado: Número atômico do
.; Íon férrico:
a) Ele apresenta apenas 24 elétrons distribuídos em seus orbitais.
b) Ele apresenta cinco elétrons desemparelhados, ocupando, cada um, um orbital “d”.
c) Ele apresenta dois elétrons no orbital 4s e três elétrons distribuídos em orbitais “d”.
d) Ele apresenta seis elétrons distribuídos, segundo a Regra de Hund, em orbitais “d”.
a) Ele apresenta apenas 24 elétrons distribuídos em seus orbitais.
b) Ele apresenta cinco elétrons desemparelhados, ocupando, cada um, um orbital “d”.
c) Ele apresenta dois elétrons no orbital 4s e três elétrons distribuídos em orbitais “d”.
d) Ele apresenta seis elétrons distribuídos, segundo a Regra de Hund, em orbitais “d”.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações:
- Número atômico do ferro:
. - Íon considerado:
(íon férrico).
O que se pede: identificar qual das alternativas a), b), c) ou d) está correta sobre o íon férrico no estado fundamental:
a) apenaselétrons distribuídos em seus orbitais.
b) cinco elétrons desemparelhados, ocupando, cada um, um orbital “d”.
c) dois elétrons no orbitale três elétrons distribuídos em orbitais “d”.
d) seis elétrons distribuídos, segundo a Regra de Hund, em orbitais “d”.
Passo 2
Contar o número de elétrons do íon: o átomo neutro de ferro tem
elétrons. Ao formar
perde-se
elétrons. Portanto o íon tem
elétrons. Conclusão imediata: a alternativa (a), que afirma
elétrons, está incorreta (essa seria a configuração de
).
Passo 3
Escrever a configuração eletrônica do átomo neutro de ferro para depois ver como ficam os elétrons no íon. Aplicando o princípio de Aufbau e a ordem conhecida:
- A configuração até o gás nobre anterior é
, que representa elétrons. - O ferro neutro acrescenta os elétrons seguintes como
.
Logo:
Explicação rápida:
agrupa os
elétrons das camadas internas; em átomos neutros de transição os orbitais
são preenchidos antes dos
, por isso o
aparece.
Passo 4
Determinar a configuração de
: ao ionizar remove-se primeiro os elétrons do orbital
mesmo que ele tenha sido preenchido antes (isso é porque, depois da ocupação, o
passa a ter energia maior que certos
, então sai primeiro). Assim:
- Remove-se os
elétrons do : após remover . - Falta remover mais
elétron (porque queremos ): retira-se do conjunto , ficando .
Portanto:
Isso também confere com a conta de elétrons:
(Ar)
elétrons totais.
Passo 5
Aplicar a Regra de Hund e interpretar
: os orbitais d são cinco orbitais degenerados. A Regra de Hund diz que, ao preencher orbitais degenerados, devemos maximizar o número de elétrons desemparelhados com spins paralelos antes de emparelhar. Para
isso implica colocar um elétron em cada um dos cinco orbitais d, todos com spins paralelos. Logo há cinco elétrons desemparelhados. Isso torna a alternativa que afirma “cinco elétrons desemparelhados, ocupando, cada um, um orbital ‘d’” correta em conteúdo.
Passo 6
Analisar rapidamente as alternativas restantes usando o que já foi determinado:
- (c) diz que há
elétrons em e em . Isso contradiz a configuração de porque, como vimos, os ficam vazios após a ionização até ; portanto (c) está errada. - (d) afirma que há
elétrons em orbitais . Isso corresponderia a , ou seja a (ou ao átomo neutro se fosse tratado de outra forma), não a ; portanto (d) está errada.
Assim, entre as quatro, apenas a alternativa que descreve cinco elétrons desemparelhados em orbitais d está correta.
Resposta
b)