Um átomo de certo elemento tem 15 elétrons. Sem consultar a tabela periódica responda às seguintes questões: (a) Qual é a configuração eletrônica do estado fundamental desse elemento? (b) Como deve ser classificado esse elemento? © O elemento é diamagnético ou paramagnético?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um átomo com 15 elétrons e pede para descobrir a configuração eletrônica, classificar o elemento e determinar se ele é diamagnético ou paramagnético. Para isso, vamos precisar entender como os elétrons se organizam nos orbitais e quais são as características magnéticas dos elementos.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a configuração eletrônica do átomo com 15 elétrons. A configuração eletrônica descreve como os elétrons estão distribuídos nos diferentes níveis e subníveis de energia ao redor do núcleo.
Passo 3
Os elétrons ocupam os orbitais seguindo a ordem de energia crescente: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, etc. Cada subnível tem uma capacidade máxima de elétrons: s pode ter 2, p 6, d 10 e f 14.
Passo 4
Vamos distribuir os 15 elétrons nos orbitais nessa ordem:
- 1s²: 2 elétrons
- 2s²: 2 elétrons
- 2p⁶: 6 elétrons
- 3s²: 2 elétrons
- 3p³: 3 elétrons
Totalizando 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15 elétrons.
Passo 5
Então, a configuração eletrônica do átomo no estado fundamental é:
Passo 6
Agora, para classificar o elemento, observamos a sua posição na tabela periódica. Com 15 elétrons, ele tem 5 elétrons na camada de valência (3s² 3p³). Elementos com cinco elétrons de valência pertencem ao grupo 15, que são os nitrogênios e seus familiares.
Passo 7
Por fim, vamos determinar se o elemento é diamagnético ou paramagnético. Isso depende do número de elétrons desemparelhados nos orbitais.
Passo 8
Na configuração
, cada um dos três elétrons p ocupa um orbital individualmente antes de emparelhar. Isso significa que há três elétrons desemparelhados.
Passo 9
Elementos com elétrons desemparelhados são paramagnéticos, pois têm momentos magnéticos não cancelados que respondem a campos magnéticos.
Resposta
(a) A configuração eletrônica do estado fundamental é
.
(b) O elemento deve ser classificado como pertencente ao grupo 15 (grupo do nitrogênio).
© O elemento é paramagnético devido à presença de elétrons desemparelhados.
(b) O elemento deve ser classificado como pertencente ao grupo 15 (grupo do nitrogênio).
© O elemento é paramagnético devido à presença de elétrons desemparelhados.
Exercícios relacionados
Escreva os quatro números quânticos para um elétron em um orbital 3p.
Indique os valores de
e
para os orbitais da subcamada
.
Utilizando apenas a tabela periódica, coloque cada conjunto de átomos em ordem crescente de átomos: (a)
; (b)
; ©
.
Classifique cada uma das seguintes afirmativas como falsa ou verdadeira. Corrija as afirmativas que são falsas.
(a) A luz visível é uma forma de radiação eletromagnética.
(b) A frequência da radiação aumenta à medida que o comprimento de onda aumenta.
© A luz ultravioleta tem comprimento de onda maiores que a luz visível.
(d) A radiação eletromagnética e as ondas sonoras movem-se à mesma velocidade.
(a) A luz visível é uma forma de radiação eletromagnética.
(b) A frequência da radiação aumenta à medida que o comprimento de onda aumenta.
© A luz ultravioleta tem comprimento de onda maiores que a luz visível.
(d) A radiação eletromagnética e as ondas sonoras movem-se à mesma velocidade.