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Preencher orbitais exige capacidade e ordem

10.º anoPercurso edumaterial

O que vais aprender

  • Estabelecer configurações eletrónicas com notação spd e regras de preenchimento.

Compreender

Um átomo neutro de oxigénio tem oito eletrões. No preenchimento de menor energia do modelo, 1s recebe dois, 2s recebe dois e 2p recebe quatro: 1s² 2s² 2p⁴. Uma orbital comporta no máximo dois eletrões com estados de spin distintos, de acordo com o princípio de exclusão de Pauli. O expoente em 2p⁴ conta eletrões nesse subnível, não quatro orbitais; o subnível p contém três orbitais.

Entre orbitais 2p de igual energia, os primeiros eletrões ocupam orbitais diferentes antes de ocorrer emparelhamento, no estado fundamental. Assim, quatro eletrões 2p distribuem-se como 2,1,1 pelas três orbitais, sem fixar qual caixa aparece primeiro num desenho. A distribuição 2,2,0 teria o mesmo total, mas não corresponde à regra de maximizar eletrões desemparelhados nesse estado. A representação por caixas é um modelo de ocupação, não uma fotografia de trajetórias.

Confere a soma dos expoentes: 2+2+4=8. A configuração apresentada é para um átomo neutro no estado fundamental; um ião ou um estado excitado requereria outra contagem ou distribuição. O caso ensina a combinar capacidade, ordem energética e regra de ocupação, sem estender automaticamente esta sequência simplificada a todos os elementos de transição.

Exemplo resolvido

Para um átomo neutro de azoto no estado fundamental, Z=7, distribui os eletrões por 1s, 2s e 2p e indica quantos ficam desemparelhados.

  1. A neutralidade dá sete eletrões. Coloco dois em 1s e dois em 2s; restam três para 2p.
  2. As três orbitais 2p têm igual energia no modelo. Distribuo primeiro um eletrão por orbital, antes de emparelhar.
  3. A soma 2+2+3=7 confere com Z; a ocupação 2p é 1,1,1, não 2,1,0.

Azoto neutro: 1s² 2s² 2p³, com três eletrões desemparelhados no subnível 2p.

Atenção ao erro

Confundir os dados do caso ou extrapolar sem verificar condições.

Três caixas de orbitais 2p contêm dois, um e um pontos eletrónicos, respetivamente.
Representação de ocupação 2,1,1 das orbitais 2p; os pontos não mostram o spin nem a forma espacial real das orbitais.

Verifica agora

  1. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Quantos eletrões há em 2p?

    Ver solução explicada

    Resposta: 4.

    Lê o expoente.

  2. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é o total dos expoentes?

    Ver solução explicada

    Resposta: 8.

    Confere 2+2+4.

  3. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Quantas orbitais tem 2p?

    Ver solução explicada

    Resposta: 3.

    Distingue orbital e eletrão.

  4. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: 2,2,0 é a distribuição de menor energia neste modelo?

    Ver solução explicada

    Resposta: Não; 2,1,1 maximiza os desemparelhados antes de emparelhar.

    Aplica a regra de ocupação.

Alinhamento curricular e fontes

  • Estabelecer configurações eletrónicas com notação spd e regras de preenchimento., página 8. Objetivo oficial parafraseado: Estabelecer configurações eletrónicas com notação spd e regras de preenchimento.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-quimica-a · 10-ano