Usando somente a tabela periódica, dê o símbolo dos átomos que tem as seguintes configurações nos seus estados fundamentais, na camada de valência:
Passo 1
O enunciado pede: usando somente a tabela periódica, dê o símbolo(s) dos átomos que, no estado fundamental, têm na camada de valência a configuração
.
Informações/dados que temos do enunciado:
Informações/dados que temos do enunciado:
- Só se pode usar a tabela periódica (ou seja, inferir pela posição dos elementos e pelas regras usuais de preenchimento eletrónico).
- A configuração pedida é escrita como
. Vou interpretar essa notação como “um elétron no orbital e um elétron no orbital ” (isto é, equivalente à configuração na camada de valência), já que o apóstrofo/prima costuma indicar ocupação unária nos dois orbitais. O enunciado fala em “estados fundamentais”, portanto estou buscando configurações do estado fundamental (não excitado).
Passo 2
Relembrando regras básicas (de forma bem prática) que usamos com a tabela periódica:
- A regra de Aufbau: orbitais são preenchidos em ordem de energia crescente; para o terceiro nível, o orbital
é preenchido antes de . - A camada de valência de elementos do período 3 (após o núcleo de gás nobre
) recebe progressivamente de 1 até 8 elétrons conforme avançamos na tabela (do Na até Ar). - Portanto, ao olhar para a tabela: o número de elétrons de valência na camada
é igual ao número de grupo (para os representantes do bloco s e p), e as configurações seguem o padrão com variando de 1 a 8 para os elementos do período 3.
Passo 3
Vou listar (pegando diretamente a informação que se encontra na tabela periódica) as configurações de valência no estado fundamental para os elementos do período 3 (após o gás nobre
):
- Na: valência
. - Mg: valência
. - Al: valência
. - Si: valência
. - P: valência
. - S: valência
. - Cl: valência
. - Ar: valência
.
Essas configurações são as que se obtêm seguindo as regras de preenchimento (Aufbau, Pauli, Hund) e correspondem à posição de cada elemento na tabela.
Passo 4
Comparando as configurações acima com a desejada
:
- Para existir
em estado fundamental (ou seja, qualquer elétron no subnível ), a tabela mostra que o subnível já está preenchido com dois elétrons ( ). Isso é visível em Al, Si, P, S, Cl e Ar. - Os únicos elementos com exatamente dois elétrons de valência na camada 3 são Mg (configuração
) e não há elemento com distribuição entre os elementos em estado fundamental. - A razão física simples: o orbital
tem energia menor que , então, no estado fundamental, os dois elétrons do ocupam primeiro este orbital antes que elétrons apareçam em . Assim, não há elemento estável (em estado fundamental) com apenas um elétron em e um em simultaneamente.
Passo 5
Conclusão lógica: a configuração
(ou
na notação do enunciado) não aparece como configuração de valência de nenhum átomo no estado fundamental. Qualquer átomo que tenha elétron em
tem também
no seu estado fundamental.
Passo 6
Observação final e encorajamento: se a intenção fosse considerar estados excitados, aí sim é possível promover um elétron de
para
e obter
. Mas o enunciado exigiu “estado fundamental”, então não contamos estados excitados. Boa notícia: perceber essa impossibilidade pela posição na tabela é exatamente o tipo de raciocínio rápido que cai em prova — e tu já fez isso agora!
Resposta
Nenhum átomo.