Explique o fato da configuração da camada N em Cr(Z=24) e Cu(Z=29) ser 4 s^1 e não 4 s^2.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente explicar por que na configuração eletrônica de Cr (cromo, Z=24) e Cu (cobre, Z=29), os elétrons na camada N estão distribuídos como 4s^1 e não 4s^2. Vamos usar conceitos de configuração eletrônica e estabilidade dos orbitais para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que é configuração eletrônica. É a maneira como os elétrons estão distribuídos nas diferentes camadas e subcamadas de um átomo. As camadas são designadas pelas letras K, L, M, N, etc., ou pelos números principais n=1, 2, 3, 4, e assim por diante.

Passo 3

Nas camadas, os elétrons ocupam orbitais de energia crescente. Os orbitais têm diferentes níveis de energia, e os elétrons preferem ocupar orbitais de menor energia primeiro. A regra de Aufbau nos ajuda a determinar essa ordem de preenchimento.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre os orbitais s e d. Os orbitais s têm menor energia que os orbitais d na mesma camada principal. Isso significa que, para os elementos em questão, os elétrons começam preenchendo o orbital s antes de começar a preencher os orbitais d.

Passo 5

No caso do cromo ( Cr, Z=24), a configuração esperada seria 4s^23d^4. Porém, a configuração real é 4s^13d^5. Isso acontece porque ter cinco elétrons no subnível d proporciona uma estabilidade extra, conhecida como estabilidade de meio preenchimento.

Passo 6

Da mesma forma, para o cobre ( Cu, Z=29), a configuração esperada seria 4s^23d^9. Mas, na prática, é 4s^13d^10. Aqui, preencher completamente o subnível d com dez elétrons também confere uma maior estabilidade ao átomo.

Passo 7

Essas exceções ocorrem porque a energia total do átomo é menor quando os subníveis d estão meio preenchidos ou completamente preenchidos, mesmo que isso signifique remover um elétron do subnível s. Isso torna o átomo mais estável.

Resposta

Portanto, em Cr(Z=24) e Cu(Z=29), os elétrons na camada N estão configurados como 4s^1 em vez de 4s^2 porque essa distribuição proporciona uma maior estabilidade ao átomo, preenchendo meio ou totalmente o subnível d.

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