Enunciado

29. a ) O íon com carga dupla N 2 + é formado removendo-se dois elétrons do átomo de nitrogênio. Qual é a configuração eletrônica do estado fundamental do íon N 2 + ? ( b ) Estime a energia do nível menos fortemente ligado da camada L do N 2 + . c ) O íon com carga dupla P 2 + é formado removendo-se dois elétrons do átomo de fósforo. Qual é a configuração eletrônica do estado fundamental do íon P 2 + ? d ) Estime a energia do nível menos fortemente ligado da camada M do P 2 + .

Passo 1

Fazer a configuração eletrônica de um elemento precisamos saber seu Z .

No caso do nitrogênio comum temos Z = 7 , mas para N 2 + temos Z = 5 , já que esse + 2 significa menos dois elétrons.

A mesma coisa para o fósforo, temo Z = 15 , mas para P 2 + temos Z = 13 .

Agora para estimar a energia podemos usar a equação 41.27 , dada por:

E n = - Z e f 2 n 2 ( 13,6   e V )

Onde o Z e f vai depender da configuração eletrônica de cada íon, mais afrente eu explico como vamos achá-lo.

Para N 2 + como estamos na camada L , temos n = 2 .

Para P 2 + como estamos na camada M , temos n = 3 .

Passo 2

Bem, vamos lá então a configuração eletrônica do N 2 + , tendo Z = 5 é:

1 s 2 2 s 2 2 p

O nível menos fortemente ligado é 2 p .

Passo 3

Agora vamos estimar energia para o nível menos ligado para N 2 + .

Mas antes temos que saber Z e f , que é dado por:

Z e f = Z - 4

Onde 4 é o número de elétrons das camadas totalmente preenchidas e Z o número atômico do elemento natural, assim:

Z e f = 7 - 4 = 3

Então temos que:

E n = - Z e f 2 n 2 ( 13,6   e V )

⇒ E 2 = - ( 3 ) 2 ( 2 ) 2 ( 13,6   e V )

⇒ E 2 = - 30,6   e V

Passo 4

Bem, vamos lá então a configuração eletrônica do P 2 + , tendo Z = 13 é:

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p

O nível menos fortemente ligado é 3 p .

Passo 5

Agora vamos estimar energia para o nível menos ligado para P 2 + .

Mas antes temos que saber Z e f , que é dado por:

Z e f = Z - 12

Onde 12 é o número de elétrons das camadas totalmente preenchidas e Z o número atômico do elemento natural, assim:

Z e f = 15 - 12 = 3

Então temos que:

E n = - Z e f 2 n 2 ( 13,6   e V )

⇒ E 3 = - ( 3 ) 2 ( 3 ) 2 ( 13,6   e V )

⇒ E 3 = - 1 3,6   e V

Resposta

( a )

1 s 2 2 s 2 2 p

( b )

E 2 = - 30,6   e V

( c )

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p

( d )

E 3 = - 13,6   e V

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