Usando somente a tabela periódica e a distribuição eletrônica dos elementos, determine os orbitais de valência dos elementos:
e Cu .
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar os orbitais de valência dos elementos
e
, usando apenas a tabela periódica e a distribuição eletrônica.
Informações que temos (do enunciado): a lista dos elementos acima e que podemos usar a distribuição eletrônica (configurações eletrônicas) e a tabela periódica. Nada mais foi dado.
Informações que temos (do enunciado): a lista dos elementos acima e que podemos usar a distribuição eletrônica (configurações eletrônicas) e a tabela periódica. Nada mais foi dado.
Passo 2
O que são “orbitais de valência” (explicação didática e sem pular etapas).
- Intuição: valência é a camada/órbitais que participam em ligações químicas e reagem. São os elétrons mais externos.
- Regra prática (para resolver provas rapidamente usando a tabela periódica):
- Para elementos do bloco s e p (os chamados elementos do grupo principal), os orbitais de valência são os orbitais com o maior número quântico principal
que aparecem na configuração — tipicamente os orbitais e . Ex.: para um elemento do 3º período e bloco p, os orbitais de valência serão e . - Para metais de transição (bloco d), além do orbital
do período mais externo, os orbitais também costumam ser considerados orbitais de valência, porque os elétrons d podem participar de ligações/complexos. Assim, para um átomo no 4º período bloco d, valência ≈ e .
- Para elementos do bloco s e p (os chamados elementos do grupo principal), os orbitais de valência são os orbitais com o maior número quântico principal
- Observação sobre elétrons completamente preenchidos em níveis mais internos (ex.:
em elementos do 4º período p): esses podem estar mais internos e às vezes são considerados “camada interna”. Mas para metais de transição (e também para química de complexos) trata-se como potencialmente de valência. Vou aplicar a convenção prática: considerar e como valência para elementos de transição; para elementos do grupo principal considerar apenas e .
Passo 3
Como obter a configuração eletrônica rápida pela tabela periódica (passo a passo prático):
- Identifique o número atômico
(número de elétrons). - Preencha orbitais seguindo o empilhamento habitual:
, , , , , , , , … (esta ordem é a que a tabela periódica reflete). - Use notação com gás nobre para encurtar quando conveniente: por exemplo,
representa a configuração do argônio . - Atenção às exceções famosas:
e têm configurações estáveis que favorecem meia-banda ou banda cheia de : e . Essas exceções são por ganho de estabilidade (troca/energia de emparelhamento) — memorize-as para provas.
Passo 4
Determinação para
(carbono,
):
- Montando a configuração: os primeiros 6 elétrons ocupam
. Em notação completa: . - Qual é o maior
presente? . Orbitais com esse : e . - Conclusão: orbitais de valência de
são e .
Passo 5
Determinação para
(fósforo,
):
- Configuração completa:
. Em forma compacta: (mas coloquei a longa para ver os níveis). - Maior
presente: . Orbitais com : e . - Conclusão: orbitais de valência de
são e .
Passo 6
Determinação para
(cromo,
) — caso especial:
- A configuração “padrão” pela ordem seria terminar
, mas a configuração real e estável é a exceção: . Vou mostrar isso explicitamente porque é importante em provas. - Quais orbitais considerar como valência? Para metais de transição do 4º período, consideramos tanto
quanto como orbitais de valência (pois elétrons participam em ligações e química de complexos). - Conclusão: orbitais de valência de
são e .
Passo 7
Determinação para
(arsênio,
):
- Configuração completa:
. (Aqui estou usando que cobre os primeiros 18 elétrons.) Observe que os já estão completamente preenchidos. - Qual é o maior
? . Orbitais de presentes: e . - Observação: apesar de existir
, para um elemento do bloco p como consideramos os orbitais de valência como e — os preenchidos ficam mais internos e são geralmente tratados como parte do núcleo eletrônico para química do grupo principal. - Conclusão: orbitais de valência de
são e .
Passo 8
Determinação para
(estrôncio,
):
- Estrôncio está no 5º período, bloco s, grupo 2 (metal alcalino-terroso). Configuração:
. - Maior
presente é e o único orbital externo ocupado é . (Os orbitais não são ocupados no Sr neutro.) - Conclusão: orbita l de valência de
é (apenas esse orbital).
Passo 9
Determinação para
(cobre,
) — outro caso especial:
- Configuração real (exceção):
. Apesar de parecer que 4s está com 1 elétron, os estão cheios. - Para metais de transição consideramos tanto
quanto como orbitais de valência (porque os elétrons podem participar da química). Mesmo que o esteja completo, é um orbital de valência potencial. - Conclusão: orbitais de valência de
são e .
Passo 10
Resumo/recapitulando a regra aplicada em cada caso (rápido e amigável):
- Elementos do bloco p e s: valência = orbitais
e do maior . - Metais de transição do 4º período: valência =
e (aplicado a e ). - Lembre-se de memorizar exceções como
e para provas — elas alteram a distribuição vs , mas não a conclusão de quais orbitais são de valência (ainda são e ).