O íon 2+ desse mesmo elemento possui quantos elétrons desemparelhados? E o íon 3+? Justifique sua resposta com base nos princípios de distribuição eletrônica do modelo quântico.
Co^2+: 1 s 2 s-2 p-3 s-3 p--3 d-4 s
Co^3+: 1 s 2 s-2 p-3 s-3 p--3 d-4 s

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me perguntou quantos elétrons estão desemparelhados nos íons Co^2+ e Co^3+. Para resolver isso, vamos usar princípios de distribuição eletrônica do modelo quântico. Basicamente, vamos ver como os elétrons estão organizados nos orbitais desses íons e identificar quais estão sozinhos.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a configuração eletrônica do cobalto neutro (Co). O cobalto tem número atômico 27, então tem 27 elétrons. A configuração eletrônica completa é:
Co: 1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^2 3 p^6 4 s^2 3 d^7

Passo 3

Agora, vamos remover elétrons para formar os íons Co^2+ e Co^3+. Geralmente, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais de maior energia, que no caso são os orbitais 4s.
Para o íon Co^2+:
  • Removemos 2 elétrons do orbital 4s.
  • Configuração eletrônica: 1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^2 3 p^6 3 d^7
Para o íon Co^3+:
  • Removemos mais 1 elétron, agora do orbital 3d.
  • Configuração eletrônica: 1 s^2 2 s^2 2 p^6 3 s^2 3 p^6 3 d^6

Passo 4

Agora vamos identificar os elétrons desemparelhados. Os elétrons nos orbitais d podem ter spin para cima ou para baixo. Cada orbital pode acomodar até 2 elétrons com spins opostos.
Para Co^2+ ( 3 d^7):
  • Distribuímos os 7 elétrons nos 5 orbitais d seguindo a regra de Hund (máxima multiplicidade).
  • Isso resulta em 3 elétrons sozinhos e 2 pares.
Para Co^3+ ( 3 d^6):
  • Distribuímos os 6 elétrons nos 5 orbitais d.
  • Isso resulta em 4 elétrons sozinhos e 1 par.

Passo 5

Resumindo o que fizemos:
  • Determinamos a configuração eletrônica para cada íon.
  • Removemos elétrons dos orbitais de maior energia.
  • Distribuímos os elétrons restantes nos orbitais d para contar os desemparelhados.

Resposta

O íon Co^2+ possui 3 elétrons desemparelhados e o íon Co^3+ possui 4 elétrons desemparelhados.

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