Um determinado elemento tem a configuração eletrônica
. Sem nenhuma consulta, faça um gráfico mostrando a forma geral esperada para as suas 7 primeiras energias de ionização.
Elabore uma explicação para os seguintes fenômenos: (a) a configuração eletrônica do Cr é [Ar]
e não [Ar]
e (b) a configuração eletrônica do Ti é
mas do
é
.
Elabore uma explicação para os seguintes fenômenos: (a) a configuração eletrônica do Cr é [Ar]
Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn |
---|---|---|---|---|---|
11,87 | 12,80 | 13,58 | 14,15 | 16,50 |
|
Identifique a tendência nesses valores e o orbital que ocorre a ionização.
Passo 1
Ok, vamos lá! Você tem um exercício que envolve configuração eletrônica, energias de ionização e algumas explicações sobre como certos elementos se comportam na tabela periódica. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como configuração eletrônica, energias de ionização e como os elétrons são removidos dos átomos. Vamos dividir isso em partes para facilitar.
Passo 2
Primeiro, vamos fazer o gráfico das 7 primeiras energias de ionização para o elemento com a configuração eletrônica
. Esse elemento é o enxofre (S), que tem 16 elétrons.
A energia de ionização é a energia necessária para remover um elétron de um átomo neutro. Geralmente, à medida que removemos mais elétrons, a energia necessária aumenta porque o átomo fica mais carregado positivamente, atraindo os elétrons restantes com mais força.
Então, o gráfico vai ter o número de ionizações (1ª, 2ª, …, 7ª) no eixo x e a energia de ionização no eixo y. Esperamos ver um aumento progressivo na energia de ionização, com saltos maiores quando removemos elétrons de camadas mais internas.
Passo 3
Agora, vamos explicar o fenômeno (a): Por que o cromo (Cr) tem a configuração eletrônica
e não
.
Isso acontece porque a configuração
é mais estável. Os elétrons no subnível
se distribuem de forma a minimizar a repulsão entre eles, adotando configurações de metade cheia (
) que são mais estáveis. Portanto, o cromo prefere ter um elétron a menos no
e mais no
para alcançar uma configuração mais estável.
Passo 4
Passando para o fenômeno (b): Por que o titânio (Ti) tem a configuração eletrônica
, mas o cromo
tem
.
Quando o titânio perde dois elétrons para formar
, os elétrons removidos são os do nível
, pois esses elétrons estão mais afastados do núcleo e são mais fáceis de serem removidos. Assim, a configuração de
fica
.
No caso do cromo,
perde dois elétrons do
, deixando a configuração
. Isso ocorre porque os elétrons
são removidos antes dos
, mesmo que a configuração neutra do cromo tenha um elétron no
.
Passo 5
Finalmente, vamos analisar a tabela com os valores de energia de ionização:
Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn |
---|---|---|---|---|---|
11,87 | 12,80 | 13,58 | 14,15 | 16,50 | 15,64 eV |
Observando esses valores, percebemos que, em geral, a energia de ionização aumenta da esquerda para a direita no período. Isso acontece porque, conforme avançamos no período, o número de prótons no núcleo aumenta, puxando os elétrons com mais força e tornando mais difícil removê-los.
No caso específico, o cravo (Cr) tem uma energia de ionização mais alta comparado ao manganês (Mn), provavelmente devido à configuração eletrônica estável que o Cr atinge ao perder elétrons.
O orbital que está sendo ionizado nesses casos é o
, pois são os elétrons mais externos e mais fáceis de serem removidos.
Resposta
-
O gráfico das primeiras 7 energias de ionização do enxofre mostra um aumento progressivo na energia necessária para remover cada elétron subsequente, com saltos maiores quando elétrons de camadas internas são removidos.
-
(a) O cromo tem a configuração
porque essa distribuição atinge uma configuração mais estável com um subnível meio cheio.
(b) O titânio perde os elétronsprimeiro ao formar , resultando na configuração , enquanto perde os e fica com . -
A tendência observada na tabela é que a energia de ionização aumenta da esquerda para a direita no período, devido ao aumento da carga nuclear efetiva. O orbital envolvido na ionização é o
.