Escrevam as configurações eletrônicas dos seguintes íons isolados: B^3+, Cu^2+, e Cd^2+. Indique quantos elétrons desemparelhados cada um têm e classifique-os como diamagnético e paramagnéticos?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa escrever as configurações eletrônicas dos íons B^3+, Cu^2+ e Cd^2+. Além disso, vamos descobrir quantos elétrons estão desemparelhados em cada íon e dizer se eles são diamagnéticos ou paramagnéticos. Para isso, a gente vai usar conceitos de configuração eletrônica e magnetismo químico.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a configuração eletrônica do átomo neutro de cada elemento: Boro (B), Cobre (Cu) e Cádmio (Cd). Isso vai nos ajudar a montar as configurações dos íons.
  • Boro (B): Tem número atômico 5, então sua configuração eletrônica é 1s^2 2s^2 2p^1.
  • Cobre (Cu): Número atômico 29, configuração eletrônica básica: [Ar] 3d^10 4s^1.
  • Cádmio (Cd): Número atômico 48, configuração eletrônica: [Kr] 4d^10 5s^2.

Passo 3

Agora, vamos remover elétrons para formar os íons. Lembrando que íons positivos (cátions) perdem elétrons da camada mais externa.
  • B^3+: O boro perde 3 elétrons. A configuração de Boro neutro é 1s^2 2s^2 2p^1. Perdendo 3 elétrons, sobra apenas 1s^2.
  • Cu^2+: O cobre perde 2 elétrons. A configuração neutra é [Ar] 3d^10 4s^1. Geralmente, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais de maior energia, que são os 4s. Então, perdemos 1 elétron do 4s e 1 do 3d, ficando com [Ar] 3d^9.
  • Cd^2+: O cádmio perde 2 elétrons. Configuração neutra: [Kr] 4d^10 5s^2. Perdendo 2 elétrons, removemos ambos os do 5s, ficando com [Kr] 4d^10.

Passo 4

Agora, vamos contar os elétrons desemparelhados em cada íon.
  • B^3+: A configuração é 1s^2. Todos os elétrons estão emparelhados, então não há elétrons desemparelhados.
  • Cu^2+: Configuração [Ar] 3d^9. No orbital 3d, normalmente há 10 elétrons totalmente emparelhados, mas com 9 elétrons, teremos um elétron desemparelhado.
  • Cd^2+: Configuração [Kr] 4d^10. Todos os elétrons no orbital 4d estão emparelhados, então não há elétrons desemparelhados.

Passo 5

Por último, vamos classificar cada íon como diamagnético ou paramagnético com base nos elétrons desemparelhados.
  • Diamagnético: Não possui elétrons desemparelhados.
  • Paramagnético: Possui pelo menos um elétron desemparelhado.
Aplicando isso:
  • B^3+: Sem elétrons desemparelhados → Diamagnético.
  • Cu^2+: Um elétron desemparelhado → Paramagnético.
  • Cd^2+: Sem elétrons desemparelhados → Diamagnético.

Resposta

As configurações eletrônicas são:
  • B^3+: 1s^2, sem elétrons desemparelhados, diamagnético.
  • Cu^2+: [Ar] 3d^9, 1 elétron desemparelhado, paramagnético.
  • Cd^2+: [Kr] 4d^10, sem elétrons desemparelhados, diamagnético.

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