O cobalto existe, normalmente, como íons com cargas +2 e +3. Mostre a configuração eletrônica destes íons com o diagrama de orbitais e com notação de gás nobre. Os íons são paramagnéticos? Quantos elétrons desenparelhados cada íon tém?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente mostrar a configuração eletrônica dos íons de cobalto ($ Co^{2+} $ e $ Co^{3+} $) usando diagramas de orbitais e a notação de gás nobre. Além disso, precisamos descobrir se esses íons são paramagnéticos e quantos elétrons ficam desemparelhados em cada um. Para isso, vamos precisar entender sobre configurações eletrônicas, íons, orbitais e conceitos de magnetismo químico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o cobalto (Co) tem número atômico 27, ou seja, ele tem 27 elétrons no estado neutro. A configuração eletrônica do cobalto neutro é:
Na notação de gás nobre, ficaria:
Passo 3
Agora, vamos formar os íons. Para $ Co^{2+} $, o cobalto perde 2 elétrons. Geralmente, os elétrons são removidos primeiro da camada $ 4s $. Assim, a configuração eletrônica de $ Co^{2+} $ fica:
Para $ Co^{3+} $, perdemos mais 1 elétron, totalizando 3 elétrons perdidos. Então, a configuração eletrônica é:
Passo 4
Vamos desenhar os diagramas de orbitais para esses íons. Cada orbital pode conter até 2 elétrons com spins opostos.
Para ( Co^{2+} (3d^7):
Aqui, temos 7 elétrons no subnível 3d, com 3 elétrons desemparelhados.
Para ( Co^{3+} (3d^6):
Neste caso, com 6 elétrons no 3d, há 4 elétrons desemparelhados.
Passo 5
Agora, vamos analisar se os íons são paramagnéticos. Paramagnéticos são aqueles que têm elétrons desemparelhados e, portanto, são atraídos por um campo magnético.
- $ Co^{2+} $ tem 3 elétrons desemparelhados.
- $ Co^{3+} $ tem 4 elétrons desemparelhados.
Como ambos os íons possuem elétrons desemparelhados, eles são paramagnéticos.
Resposta
Configurando os íons de cobalto:
-
$ Co^{2+} $:
- Notação de gás nobre:
- Diagrama de orbitais:
- Paramagnético: Sim
- Elétrons desemparelhados: 3
- Notação de gás nobre:
-
$ Co^{3+} $:
- Notação de gás nobre:
- Diagrama de orbitais:
- Paramagnético: Sim
- Elétrons desemparelhados: 4
- Notação de gás nobre: