Elabore uma explicação para os seguintes fenômenos: (a) a configuração eletrônica do Cr é [ Ar ] 4 s^1 3 d^5 e não [Ar] 4 s^2 3 d^4

Passo 1

Então, vamos lá! A questão pede para explicar por que a configuração eletrônica do cromo (Cr) é [Ar]  4s^13d^5 e não [Ar]  4s^23d^4. Aqui, estamos lidando com configurações eletrônicas, que mostram como os elétrons estão distribuídos nas diferentes camadas e subníveis de um átomo. Para resolver isso, precisamos entender um pouco sobre a ordem de preenchimento dos orbitais e como os elétrons preferem se distribuir para minimizar a energia total do átomo.

Passo 2

Primeiro, é importante saber que os elétrons ocupam os orbitais seguindo o princípio de Aufbau, que basicamente diz que os elétrons preenchem primeiro os orbitais de menor energia antes de passar para os de energia maior. Além disso, temos o princípio de Hund, que afirma que os elétrons se distribuem nos orbitais de um mesmo subnível da maneira a maximizar o número de elétrons desemparelhados, ou seja, com spins paralelos.

Passo 3

Vamos olhar para o cromo, que tem número atômico 24. Isso significa que ele possui 24 elétrons. A distribuição normal, seguindo apenas o princípio de Aufbau, seria [Ar]  4s^23d^4. Contudo, ao preencher os elétrons, a configuração [Ar]  4s^13d^5 acaba sendo mais estável. Por quê?

Passo 4

A chave está na estabilidade aumentada quando há um subnível d completamente ou meio preenchido. No caso do [Ar]  4s^13d^5, o subnível d está meio preenchido, o que proporciona maior estabilidade devido à simetria e menor repulsão entre elétrons. Isso é preferível energeticamente em comparação com a configuração [Ar]  4s^23d^4, onde o subnível d não está tão equilibrado.

Passo 5

Além disso, ao perder um elétron do subnível 4s, o cromo pode formar íons estáveis, o que também favorece a configuração [Ar]  4s^13d^5. Isso é comum em elementos de transição, onde a configuração eletrônica pode ajustar-se para alcançar uma configuração mais estável.

Resposta

Portanto, a configuração eletrônica do cromo é [Ar]  4s^13d^5 porque essa distribuição dos elétrons resulta em maior estabilidade ao maximizar a simetria e minimizar a energia total do átomo, seguindo os princípios de Aufbau e Hund.

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