a) Monte o diagrama de Aufbau de níveis e subníveis de energia para o átomo de Ni no estado fundamental e para o íon
.
Passo 1
Beleza, então o exercício pede para a gente montar o diagrama de Aufbau para o átomo de Níquel (Ni) no estado fundamental e para o íon
. A matéria que estamos lidando aqui é a estrutura eletrônica dos átomos, mais especificamente como os elétrons estão distribuídos nos níveis e subníveis de energia. Para resolver isso, vamos precisar entender a ordem de preenchimento dos orbitais segundo o princípio de Aufbau, além de considerar as regras de Hund e o princípio da exclusão de Pauli.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o número atômico do Níquel. O Ni tem 28 elétrons, já que o número atômico é 28. No estado fundamental, esses elétrons vão preencher os orbitais de menor energia primeiro. A ordem de preenchimento dos orbitais segue a regra de Aufbau, que nos diz a sequência:
,
,
,
,
,
,
, etc.
Passo 3
Vamos distribuir os 28 elétrons do Ni seguindo a ordem dos orbitais:
- 1s: Pode conter até 2 elétrons.
- 2s: Mais 2 elétrons.
- 2p: Até 6 elétrons.
- 3s: Mais 2 elétrons.
- 3p: Até 6 elétrons.
- 4s: 2 elétrons.
- 3d: Os elétrons restantes.
Então, preenchendo:
Passo 4
Agora, vamos montar o diagrama de Aufbau para o Ni no estado fundamental. Imagine uma sequência ascendente onde os orbitais são preenchidos de baixo para cima conforme a energia aumenta:
3d ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
4s ↑↓
3p ↑↓ ↑↓ ↑↓
3s ↑↓
2p ↑↓ ↑↓ ↑↓
2s ↑↓
1s ↑↓
Cada seta representa um elétron, e os orbitais são preenchidos seguindo essa ordem.
Passo 5
Agora, vamos para o íon
. Esse íon tem uma carga de +2, o que significa que perdeu 2 elétrons. Para íons positivos, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais de maior energia. No caso do Ni, os elétrons são retirados primeiro do orbital
antes de retirar do
.
Então, retirando 2 elétrons do
, ficamos com:
Passo 6
Vamos montar o diagrama de Aufbau para o
:
3d ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
3p ↑↓ ↑↓ ↑↓
3s ↑↓
2p ↑↓ ↑↓ ↑↓
2s ↑↓
1s ↑↓
Percebemos que os elétrons do
foram removidos, refletindo a perda de carga positiva no íon.
Resposta
O diagrama de Aufbau para o átomo de Níquel (Ni) no estado fundamental é:
3d ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
4s ↑↓
3p ↑↓ ↑↓ ↑↓
3s ↑↓
2p ↑↓ ↑↓ ↑↓
2s ↑↓
1s ↑↓
E para o íon
, o diagrama é:
3d ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
3p ↑↓ ↑↓ ↑↓
3s ↑↓
2p ↑↓ ↑↓ ↑↓
2s ↑↓
1s ↑↓