Dê a configuração eletrônica e calcule a multiplicidade dos átomos ou íons a seguir no estado fundamental:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a configuração eletrônica do cálcio (Ca) com número atômico Z=20 e calcular a multiplicidade desse átomo no estado fundamental. Para isso, vamos usar conceitos de configuração eletrônica e teoria de multiplicidade, que envolvem entender como os elétrons estão distribuídos nos orbitais e quantos elétrons estão desemparelhados.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir a configuração eletrônica do Cálcio. O número atômico Z=20 significa que o átomo de cálcio tem 20 elétrons. Esses elétrons se distribuem nos níveis de energia e orbitais de forma organizada. A gente segue a ordem dos orbitais: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, e assim por diante.
Então, vamos preencher os orbitais:
- 1s: pode segurar até 2 elétrons → 1s²
- 2s: 2 elétrons → 2s²
- 2p: 6 elétrons → 2p⁶
- 3s: 2 elétrons → 3s²
- 3p: 6 elétrons → 3p⁶
- 4s: os elétrons restantes vão para aqui → 4s²
Então, a configuração eletrônica do cálcio é:
Passo 3
Agora, vamos calcular a multiplicidade. A multiplicidade está relacionada ao número de elétrons desemparelhados no átomo. A fórmula para multiplicidade é:
onde
é o spin total dos elétrons desemparelhados.
No caso do cálcio, olhando a configuração eletrônica que fizemos, todos os orbitais estão completamente preenchidos, ou seja, todos os elétrons estão em pares. Isso significa que não há elétrons desemparelhados.
Passo 4
Como não temos elétrons desemparelhados (
), a multiplicidade fica:
Resposta
A configuração eletrônica do cálcio (
) é:
e a multiplicidade no estado fundamental é 1.