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 e (b) a configuração eletrônica do Ti é [Ar] 4 s^2 3 d^2 mas do Cr^2+ é [Ar ] 3 d^4.

Passo 1

Vamos lá! Temos dois fenômenos para explicar relacionados às configurações eletrônicas:
(a) Por que o cromo (Cr) tem configuração eletrônica [Ar] e não [Ar] ?
(b) Por que o titânio (Ti) tem configuração eletrônica [Ar] , mas o íon titânio tem [Ar] ?
Para resolver isso, vamos precisar entender como os elétrons são distribuídos nos orbitais e por que certas configurações são mais estáveis que outras.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a ordem de preenchimento dos orbitais. Os elétrons preenchem os orbitais começando pelos de menor energia. Geralmente, a ordem é:
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < dots
Então, antes de preencher o orbital , os elétrons vão para o . Por isso, elementos como Ti e Cr têm elétrons no antes dos .

Passo 3

Agora, vamos entender por que o cromo prefere ter em vez de .
Os elétrons nos orbitais têm uma característica especial: eles preferem estar distribuídos de forma a maximizar o número de elétrons desemparelhados. Isso aumenta a estabilidade do átomo devido à repulsão eletrônica reduzida.
No caso do Cr:
  • [Ar] teria dois elétrons no e quatro no , totalizando quatro elétrons no .
  • [Ar] tem um elétron no e cinco no , totalizando cinco elétrons desemparelhados no .
Ter cinco elétrons desemparelhados no torna o cromo mais estável, então ele prefere essa configuração.

Passo 4

Agora, vamos ao titânio e seu íon [Ar] 3d^2 .
O titânio neutro tem a configuração [Ar] . Quando ele perde dois elétrons para formar o íon , os elétrons são removidos primeiro do orbital , porque ele está mais distante do núcleo e é menos estabilizado após o preenchimento do .
Então, removendo dois elétrons do , ficamos com:
Isso explica por que o íon não tem mais elétrons no .

Resposta

(a) O cromo tem a configuração [Ar] em vez de [Ar] porque essa distribuição maximiza os elétrons desemparelhados no , aumentando a estabilidade.
(b) O titânio tem [Ar] , mas ao formar , perde os dois elétrons do , resultando em [Ar] .

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