Usando um diagrama de orbital de caixa, dê a configuração eletrônica do zinco ( Z=30 ) e dos íons Zn^+e Zn^2+. Indique para o zinco e seus dois íons se eles são diamagnéticos ou paramagnéticos explicando a sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para a gente escrever a configuração eletrônica do zinco (Z=30) e dos íons Zn^+ e Zn^2+ usando um diagrama de orbitais de caixa. Além disso, precisamos dizer se cada um desses é diamagnético ou paramagnético. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre configurações eletrônicas e propriedades magnéticas dos elementos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a configuração eletrônica mostra como os elétrons estão distribuídos nos diferentes níveis de energia e orbitais do átomo ou íon. Um diagrama de orbitais de caixa é uma representação visual disso, onde cada caixa representa um orbital que pode acomodar até dois elétrons com spins opostos.

Passo 3

Vamos começar com o átomo neutro de zinco ( Zn), que tem número atômico 30, ou seja, 30 prótons e, em estado neutro, 30 elétrons. A configuração eletrônica do zinco segue a ordem de preenchimento dos orbitais baseada no diagrama de Aufbau.

Passo 4

A configuração eletrônica do zinco é:
1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 4s^2 , 3d^10
Isso significa que os 30 elétrons estão distribuídos da seguinte forma:
  • 2 elétrons no orbital 1s
  • 2 elétrons no orbital 2s
  • 6 elétrons nos orbitais 2p
  • 2 elétrons no orbital 3s
  • 6 elétrons nos orbitais 3p
  • 2 elétrons no orbital 4s
  • 10 elétrons nos orbitais 3d

Passo 5

Agora, vamos para os íons. Quando o zinco perde elétrons para formar íons positivos ( Zn^+ e Zn^2+), ele tipicamente perde os elétrons dos orbitais de maior energia primeiro, que neste caso são os elétrons 4s.
Para Zn^+:
  • Remove 1 elétron do orbital 4s.
Para Zn^2+:
  • Remove 2 elétrons dos orbitais 4s.

Passo 6

Então, as configurações eletrônicas ficam:
  • Zn:
    1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 4s^2 , 3d^10
  • Zn^+:
    1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 4s^1 , 3d^10
  • Zn^2+:
    1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 3d^10

Passo 7

Agora, vamos falar sobre se cada espécie é diamagnética ou paramagnética. Isso depende do número de elétrons desemparelhados nas configurações eletrônicas.
  • Diamagnético: Não tem elétrons desemparelhados. Todos os elétrons estão emparelhados.
  • Paramagnético: Tem um ou mais elétrons desemparelhados.

Passo 8

Analisando as configurações:
  • Zn:
    • Todos os orbitais estão completamente preenchidos com elétrons emparelhados.
    • Diamagnético
  • Zn^+:
    • O orbital 4s tem 1 elétron, que está desemparelhado.
    • Paramagnético
  • Zn^2+:
    • Todos os orbitais preenchidos têm elétrons emparelhados.
    • Diamagnético

Resposta

  • Zn: 1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 4s^2 , 3d^10Diamagnético
  • Zn^+: 1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 4s^1 , 3d^10Paramagnético
  • Zn^2+: 1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 3d^10Diamagnético

Exercícios relacionados