Usando um diagrama de orbital de caixa, dê a configuração eletrônica do zinco (
) e dos íons
e
. 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
e
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 (
), 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:
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 (
e
), ele tipicamente perde os elétrons dos orbitais de maior energia primeiro, que neste caso são os elétrons 4s.
Para
:
- Remove 1 elétron do orbital 4s.
Para
:
- Remove 2 elétrons dos orbitais 4s.
Passo 6
Então, as configurações eletrônicas ficam:
-
: -
: -
:
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:
-
: - Todos os orbitais estão completamente preenchidos com elétrons emparelhados.
- Diamagnético
-
: - O orbital 4s tem 1 elétron, que está desemparelhado.
- Paramagnético
-
: - Todos os orbitais preenchidos têm elétrons emparelhados.
- Diamagnético
Resposta
-
: — Diamagnético -
: — Paramagnético -
: — Diamagnético