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Distribuição eletrônica
Resumo
Linus Pauling propôs um diagrama prático de distribuição eletrônica. Nele, os elétrons são distribuídos em ordem crescente de energia em níveis e subníveis na eletrosfera do átomo. Veja o Diagrama de Pauling de subníveis de energia, na figura abaixo, e perceba a ordem de preenchimento expressa nas setas vermelhas.
Neste ponto, é importante notar que os elétrons que existem hoje, com exceção dos descobertos em 2016, se distribuem em até 7 níveis de energia e cada nível contém um determinado número de subníveis. Além disso, todo átomo tem um certo número de elétrons* que devem ser preenchidos seguindo o Diagrama de Pauling. O subnível s comporta o máximo de 2 elétrons; o p , 6; o d , 10 e o f , 14.
Veja o preenchimento de um átomo de Bário que possui 56 elétrons como exemplo:
1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^6 5s^2 4d^10 5p^6 6s^2
*Para saber o número de elétrons a preencher em um átomo neutro lembre-se que o número de prótons é igual ao número de elétrons em um átomo neutro. Portanto, o número atômico indicará o número de elétrons. No caso de íons, deve-se adicionar ou remover elétrons à quantidade de elétrons no átomo neutro, mas todo muito cuidado, alguns podem gerar pequenas confusões.
Íons podem seguir a seguinte regra de distribuição: faz-se o preenchimento do átomo em seu estado neutro e, depois, retira(m)-se o(s) elétron(s) da camada de valência (a mais externa). No caso de ânions, adicionam- se os elétrons nas camadas seguintes.
Exemplo: Fe: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6 Fe2+: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6
Obs.: a camada de valência não necessariamente é a última da sequência.
S: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4 S^2 - : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6
Distribuição por camadas e por subníveis
Camadas serão representadas por letras ou números (de 1 a 7 ou de K a Q) e suportam um número definido de elétrons (representadas abaixo):
Camada 1 ou K = 2; Camada 2 ou L = 8; Camada 3 ou M = 18; Camada 4 ou N = 32; Camada 5 ou O = 32; Camada 6 ou P = 18; Camada 7 ou Q = 8.
Perceba a diferença entre os tipos de preenchimento pelo exemplo do enxofre (S). Em uma das distribuições, mostram-se os subníveis, enquanto a outra mostra apenas as camadas preenchidas.
S: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4 → (por subníveis) S: K = 2; L = 8; M = 6 → (por níveis ou camadas)
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4. Devido aos efeitos ao meio ambiente e à saúde, países do mundo inteiro vem desenvolvendo ações com o intuito de minimizar os riscos oriundos da utilização de mercúrio (Hg). A distribuição eletrônica para o mercúrio elementar é a) [Rn] 5f 14 6d.^6 b) [Ar] 3d^10 4p.^4 c) [Kr] 4d^10 5p.^6 d) [Xe] 6s 4f^2 14 5d^10. e) [Ne] 4s² 5. Na distribuição eletrônica do 38 Sr^88 ,o 17º par eletrônico possui os seguintes valores dos números quânticos (principal, secundário, magnético e spin): a) 4, 2, 0,^ −1 2e+1 2. b) 4, 1,^ +^1 ,^ −1 2e+1 2. c) 4, 1, 0,^ −1 2e+1 2. d) 4, 2,^ −^1 ,^ −1 2e+1 2. e) 4, 0, - 1, +1/2 e - 1/ 6. Um íon pode ser conceituado como um átomo ou grupo de átomos, com algum excesso de cargas positivas ou negativas. Nesse contexto, a distribuição eletrônica do íon Mg+^2 pode ser representada corretamente por
( Dado :^2412 Mg)
a)^ 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d.^2 2 6 2 6 2 b)^ 1s 2s 2p 3s.^2 2 6 c)^ 1s 2s 2p 3s 3p.^2 2 6 2 d)^ 1s 2s 2p^2 2 e)^ 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d.^2 2 6 2 6 2
7. O ferro é bastante utilizado pelo homem em todo o mundo. Foram identificados artefatos de ferro produzidos em torno de 4000 a 3500 a.C. Nos dias atuais, o ferro pode ser obtido por intermédio da redução de óxidos ou hidróxidos, por um fluxo gasoso de hidrogênio molecular ( H 2 )ou monóxido de carbono. O Brasil é atualmente o segundo maior produtor mundial de minério de ferro. Na natureza, o ferro ocorre, principalmente, em compostos, tais como: hematita ( Fe O 2 3 ), magnetita ( Fe O 3 4 ), siderita ( FeCO 3 ), limonita ( Fe O 2 3 H O 2 )e pirita ( FeS 2 ), sendo a hematita o seu principal mineral. Assim, segundo o diagrama de Linus Pauling, a distribuição eletrônica para o íon ferro (+3), nesse mineral, é representada da seguinte maneira:
a)^ 1s 2s 2p 3s 3p 3d^2 2 6 2 6
b)^ 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d^2 2 6 2 6 2
c)
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d^2 2 6 2 6 2
d)
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d^2 2 6 2 6 2
e)^ 1s 2s 2p 3s 3p 3d^2 2 6 2 6
8. Recentemente, cientistas conseguiram produzir hidrogênio metálico, comprimindo hidrogênio molecular sob elevada pressão. As propriedades metálicas desse elemento são as mesmas dos demais elementos do grupo 1 da tabela de classificação periódica. Essa semelhança está relacionada com o subnível mais energético desses elementos, que corresponde a: a)^ ns^1 b)^ np^2 c)^ nd^3 d)^ nf^4 e) sp² 9. Munições traçantes são aquelas que possuem um projétil especial, contendo uma carga pirotécnica em sua retaguarda. Essa carga pirotécnica, após o tiro, é ignificada, gerando um traço de luz colorido, permitindo a visualização de tiros noturnos a olho nu. Essa carga pirotécnica é uma mistura química que pode possuir, dentre vários ingredientes, sais cujos íons emitem radiação de cor característica associada ao traço luminoso. Um tipo de munição traçante usada por um exército possui na sua composição química uma determinada substância, cuja espécie química ocasiona um traço de cor correspondente bastante característico. Com relação à espécie química componente da munição desse exército sabe-se: I. A representação do elemento químico do átomo da espécie responsável pela coloração pertence à família dos metais alcalinos-terrosos da tabela periódica. II. O átomo da espécie responsável pela coloração do traço possui massa de 137 ue número de nêutrons81.
Gabarito
1. D
20 2 2 6 2 6 2 20 2 2 2 6 2 6 16 2 2 6 2 4 16 2 2 2 6 2 6 9 2 2 5 9 1 2 2 6 17 2 2 6 2 5 17 1 2 2 6 2 6 38 2 2 6 2 6 2 10 6 2 38
Ca : 1s 2s 2p 3s 3p 4s Ca : 1s 2s 2p 3s 3p (I) S : 1s 2s 2p 3s 3p S : 1s 2s 2p 3s 3p (II) F : 1s 2s 2p F : 1s 2s 2p C : 1s 2s 2p 3s 3p C : 1s 2s 2p 3s 3p (IV) Sr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s S
−
−
−
2 2 2 6 2 6 2 10 6 24 2 2 6 2 6 2 4 24 2 2 6 2 6 1 5 24 3 2 2 6 2 6 3
r : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d Cr : 1s 2s 2p 3s 3p 3d
2. D
a) Incorreta. A distribuição eletrônica da camada de valência é 4s^2 : AZ 2 2 6 2 6 2 (10 x) Camadade valência
E : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d −
. b) Incorreta. Nem todos os elétrons presentes neste átomo possuem spin eletrônico emparelhado, em sua configuração de menor energia, pois o orbital mais energético 3dse encontra semipreenchido. c) Incorreta. Apenas o orbital mais energético 3dse encontra semipreenchido, por isso, existem várias possibilidades. d) Correta. O átomo possui configuração eletrônica, cujo orbital mais energético é o 3d, que se encontra semipreenchido. Então:ZA E : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p 6 4s^2 3d(10 −x). AZ 2 2 6 2 6 2 5 AZ 2 2 6 2 6 2 5
2 2 6 2 6 2 5
20 elétrons com spins emparelhados 5 elétrons com spinsdesemparelhad
E : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d E : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
(^) (^)
(^) (^) os e) Incorreta. A promoção de um elétron do orbital 3ppara um orbital de maior energia, pertencente ao mesmo nível energético, pode levar à configuração eletrônica 3p^4 3d.^1
3. B
Configuração eletrônica do cátion bivalente do cálcio: 20 2 2 6 2 6 2 20 2 2 2 6 2 6 0 20 2 2 2 6 2 6
Ca : 1s 2s 2p 3s 3p 4s Ca : 1s 2s 2p 3s 3p 4s Ca : 1s 2s 2p 3s 3p
4. D 80 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 2 14 10 [Xe] 80 2 14 10
Hg 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d
Hg [Xe] 6s 4f 5d
5. C
(^12) 38 2 2 6 2 6 2 10 6 2 6 17ºpar (^1 2 )
17 2 34 elétrons Supondo : ;. Sr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4p
n 4; 1; m 0; s ; s
6. D
1 2 M^ g^ +^2 =1s 2s 2p^2 2 6 (1^0 e )−
7. A A distribuição eletrônica do ferro atômico é:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d^2 2 6 2 6 2 6 ; retirando 3 elétrons, teremos^ ( Fe^3 +):
1s 2s 2p 3s 3p 3d^2 2 6 2 6 .
8. A
Configuração da camada de valência (coincidentemente do subnível mais energético) dos elementos do grupo 1 ou família IA: ns.^1 1 1 3 2 1 11 2 2 6 1 19 2 2 6 2 6 1 37 2 2 6 2 6 2 10 6 1 55 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 1 87 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 2 14 10 6 1
H : 1s Li : 1s 2s Na : 1s 2s 2p 3s K : 1s 2s 2p 3s 3p 4s Rb : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s Cs : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s Fr : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s
