Determine a configuração eletrônica do íon Cr^3+(Cromo, Z=24) e identifique os números quânticos do elétron mais energético nesse íon.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a configuração eletrônica do íon Cr^3+ (Cromo com carga +3) e identificar os números quânticos do elétron mais energético nesse íon. Para isso, vamos usar conceitos de configuração eletrônica e números quânticos da química.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o número atômico do Cromo é Z = 24, o que significa que um átomo neutro de Cromo tem 24 elétrons. A configuração eletrônica de um átomo mostra como esses elétrons estão distribuídos nas diferentes camadas e subníveis de energia.

Passo 3

A configuração eletrônica do Cromo neutro não segue a ordem padrão devido à estabilidade proporcionada pela meia-cheia dos subníveis. Então, ao invés de seguir diretamente o preenchimento das orbitais, o Cromo tem a seguinte configuração:
Cr: [Ar], 3d^5,4s^1
Aqui, [Ar] representa a configuração eletrônica do Argônio, que são os primeiros 18 elétrons.

Passo 4

Agora, como estamos lidando com o íon Cr^3+, isso significa que o Cromo perdeu 3 elétrons. Quando átomos perdem elétrons para formar íons positivos, eles perdem primeiro os elétrons da camada mais externa, que neste caso é a camada 4s e depois do subnível 3d.
Então, ao remover 3 elétrons de Cr:
  1. Removemos o 1 elétron do subnível 4s.
  2. Removemos mais 2 elétrons do subnível 3d.
Assim, a configuração eletrônica de Cr^3+ fica:
Cr^3+: [Ar], 3d^3

Passo 5

Agora, vamos identificar o elétron mais energético nesse íon. O elétron mais energético é aquele que está no nível de energia mais alto, ou seja, na camada externa mais distante do núcleo. No caso de Cr^3+, os elétrons estão distribuídos até o subnível 3d, então o elétron mais energético está nesse subnível.

Passo 6

Para identificar os números quânticos do elétron mais energético, precisamos lembrar que cada elétron em um átomo é descrito por quatro números quânticos: principal ( n), azimutal ( l), magnético ( ml) e de spin ( ms).
  • Número quântico principal ( n): Indica a camada do elétron. Para o subnível 3d, n = 3.
  • Número quântico azimutal ( l): Indica o tipo de subnível. Para d, l = 2.
  • Número quântico magnético ( ml): Pode variar de -l a +l. Para l = 2, ml pode ser -2, -1, 0, +1, +2. Vamos escolher, por exemplo, ml = 0.
  • Número quântico de spin ( ms): Pode ser +12 ou -12. Vamos escolher ms = +12.

Resposta

A configuração eletrônica do íon Cr^3+ é [Ar], 3d^3. Os números quânticos do elétron mais energético nesse íon são:
  • Número quântico principal ( n): 3
  • Número quântico azimutal ( l): 2
  • Número quântico magnético ( ml): 0
  • Número quântico de spin ( ms): +12

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