Distribua os elétrons nos orbitais, representados por quadrículas, para cada um dos seguintes elementos, indicando quantos elétrons estão desemparelhados.
b)
(nestes dois casos, explique porque ocorre discrepância em relação às regras de distribuição).
b)
Passo 1
Beleza, vamos resolver o exercício que pede para distribuir os elétrons nos orbitais para os elementos Cr (Cromo) e Cu (Cobre). O conteúdo aqui envolve a distribuição eletrônica dos elementos, ou seja, como os elétrons se organizam nos diferentes níveis e subníveis de energia. Para isso, vamos usar as regras de Aufbau, princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund. Além disso, precisaremos entender por que o Cromo e o Cobre não seguem exatamente essas regras na distribuição dos elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o Cromo (Cr) tem 24 elétrons e o Cobre (Cu) tem 29 elétrons. Normalmente, seguiríamos a ordem de preenchimento dos orbitais: começamos com os níveis de energia mais baixos e vamos subindo. Os subníveis são s, p, d e f, mas para esses elementos, vamos focar nos subníveis s e d.
Passo 3
Vamos distribuir os elétrons do Cromo (Cr). Segundo as regras, esperaríamos algo como [Ar] 3d⁴ 4s², mas na verdade é [Ar] 3d⁵ 4s¹. Isso acontece porque ter os orbitais d meio preenchidos (com 5 elétrons desemparelhados) oferece mais estabilidade. Ou seja, dá pra ter mais elétrons desemparelhados no subnível d, reduzindo a repulsão e aumentando a estabilidade do átomo.
Passo 4
Agora, vamos para o Cobre (Cu). Com 29 elétrons, a distribuição esperada seria [Ar] 3d⁹ 4s². Porém, o que ocorre de fato é [Ar] 3d¹⁰ 4s¹. Aqui, ao invés de ter 9 elétrons no subnível d, todos os 10 estão preenchidos, o que também proporciona mais estabilidade. Além disso, apenas um elétron no subnível s reduz a repulsão nesse orbital, tornando o átomo mais estável.
Passo 5
Resumindo, tanto no Cromo quanto no Cobre, há uma reorganização dos elétrons para alcançar uma configuração mais estável, mesmo que isso signifique desviar das regras de distribuição eletrônica padrão. No Cromo, opta-se por ter um subnível d meio preenchido, e no Cobre, por ter o subnível d completamente preenchido.
Resposta
No Cromo (Cr), a distribuição eletrônica é [Ar] 3d⁵ 4s¹ com 5 elétrons desemparelhados. No Cobre (Cu), a distribuição é [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ com 1 elétron desemparelhado. A discrepância ocorre porque ambos os elementos ajustam a distribuição para alcançar maior estabilidade: o Cr prefere um subnível d meio preenchido e o Cu um subnível d completamente preenchido, mesmo que isso desvie das regras de distribuição eletrônica padrão.
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a)
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