Exercícios Resolvidos de Princípio de Pauli

UFRRJ – 1ª Lista de Exercícios de Química Geral. Estrutura Atômica. Questão 1.32.

A figura abaixo ilustra porções de diagrama de orbitais representando a configuração eletrônica de estado fundamental de certos elementos. Qual deles viola o princípio de exclusão de Pauli? Qual deles viola a regra de Hund?

Passo 1

Vamos relembrar essas regras aí:

Pela regra de Pauli, o número máximo de elétrons por orbital é 2. E eles tem que ter spin opostos, ou seja, um assim e outro assim .

Pela regra de Hund, ao completar um subnível com elétrons, só podemos colocar o segundo elétron em um orbital depois que todos os outros orbitais já tenham ao menos um elétron. Ou seja, a gente não pode ter um orbital com 2 elétrons se existe orbital vazio. Além disso, devemos colocar o máximo possível de elétrons com spin em comum.

Vamos dar uma olhada item por item:

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

  1. Pela regra de Hund até vai, mas colocar dois elétrons com o mesmo spin [ ↑ ↑ ] no mesmo orbital desrespeita o princípio de Pauli.
  2. Passo 3

  3. Pela regra de Hund, a gente deve colocar o número máximo de elétrons com o mesmo spin. Tipo, primeiro a gente coloca um elétron por orbital e todos com o mesmo spin, e depois coloca o resto, com o spin diferente.
  4. Vamos ver algumas formas de distribuir aqueles 4 elétrons sem desrespeitar Tio Hund:

    Já pelo princípio de Pauli tava tudo ok!

    Passo 4

  5. Hund e Pauli felizes! Primeiro colocou um elétron em cada orbital (todos com mesmo spin) e depois colocou um segundo elétron em um orbital, com spin diferente.
  6. Passo 5

  7. Hund mandou avisar que enquanto tiver orbital sem elétron, nenhum orbital pode ter dois elétrons.
  8. Já por Pauli, tava tudo tranquilo.

    Passo 6

  9. O problema é aquele quarto orbital com o elétron com spin pra baixo. Por Hund a gente deve priorizar o máximo de elétrons com o mesmo spin. Os esquemas aí embaixo são só exemplos de possibilidades que respeitam Hund e Pauli. Existem outras, ok?
  10. Passo 7

  11. Colocar dois elétrons com o mesmo spin no mesmo orbital é sacanagem né? Desrespeita o princípio da exclusão de Pauli! Aqueles dois elétrons tem os 4 números quânticos idênticos! Mr. Pauli mandou avisar que não pode!

Resposta

Violam o princípio da exclusão de Pauli: a, f.

Violam a regra de Hund: b, d, e.

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