Exercícios Sobre Distribuição Eletrônica
Como resolver exercícios de distribuição eletrônica sem perder tempo
A distribuição eletrônica é um daqueles assuntos que todo mundo aprende no ensino médio e depois esquece parte do conteúdo até precisar usar de novo em vestibular ou concurso. O problema não é o conceito em si. O problema é que existem regras de preenchimento, exceções e formas de escrever a configuração que os livros geralmente não explicam direito. Vou mostrar o caminho prático. Depois coloco exercícios para fixar.
Regra de Aufbau: o diagrama que você precisa decorar de verdade
A regra de Aufbau ordena o preenchimento dos orbitais pelo aumento da energia. O diagrama de Pauling é a ferramenta padrão. Ele mostra a sequência: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p Cada orbital comporta um número máximo de elétrons: s tem 2, p tem 6, d tem 10, f tem 14. Basta ir distribuindo os elétrons do elemento pela ordem acima até esgotar o número atômico.
Um detalhe que muitos erram: o 4s preenche antes do 3d, mas quando se trata de escrever a distribuição final por camadas, o 3d vai antes do 4s na notação. A diferença entre preenchimento e representação final é algo que cai em prova com frequência.
Distribuição por camadas versus subníveis
Existem duas formas comuns de escrever a configuração. A agrupa por números quânticos principais. Por exemplo, o ferro (Z = 26): 1s² 2s² 2p 3s² 3p 4s² 3d
Se reorganizar por camada, fica: 1s² 2s² 2p 3s² 3p 3d 4s² O total de elétrons é o mesmo, mas a ordem muda. Para exercícios, verifique sempre qual formato o enunciado pede. Se não especificar, a convenção mais usada em provas brasileiras é a que segue a ordem crescente de energia do Aufbau.
Exceções que todo material didático ignora
Cromo (Z = 24) e cobre (Z = 29) são os clássicos. O cromO esperaria ser [Ar] 4s² 3d, mas na realidade é [Ar] 4s¹ 3d. O cobre esperaria [Ar] 4s² 3d, mas vira [Ar] 4s¹ 3d¹. O motivo é a estabilidade extra de subníveispreenchidos ou completamente cheios. Isso vale também para nióbio, molibdênio, prata e alguns elementos de transição mais pesados. Em exercícios de múltipla escolha, as alternativas erradas frequentemente apresentam a configuração "normal" sem a exceção. Fique atento. Outro ponto que eu aprendi na prática: quando o exercício pede a configuração do íon, você remove elétrons primeiro do subnível de maior n, não do último preenchido. Para o Fe³, por exemplo, retira-se primeiro os dois elétrons do 4s e depois um do 3d. Resultado: [Ar] 3d. Se você seguir a lógica inversa,errará a questão com certeza.
exercícios sobre distribuição eletrônica
Agora vamos para a prática. Aqui estão exercícios organizados por nível de dificuldade. 1. Distribua eletronicamente os seguintes átomos no estado fundamental: hélio (He), nitrogênio (N), cloro (Cl), cálcio (Ca). 2. Escreva a distribuição por camadas do potássio (K) e do zinco (Zn).
3. Identifique qual elemento possui a configuração 1s² 2s² 2p 3s² 3p 4s² 3d¹ 4p³.
Nível intermediário
4. Determine a distribuição eletrônica dos íons: Na, O², Fe², Fe³, Cu, Zn². 5. Qual a configuração eletrônica do cromo? Explique por que ela difere do esperado pela regra de Aufbau. 6. Considere dois átomos A e B. A tem configuração terminada em 4s² 3d. B tem configuração terminada em 4s² 3d¹ 4p. Identifique os elementos e seus grupos na tabela periódica.
7. Um estudante afirma que o elétron diferencial do vanádio (Z = 23) está no orbital 4s. Esta afirmação está correta? Justifique.
Nível avançado
8. Escreva a configuração eletrônica abreviada com gás nobre para: rênio (Re), ouro (Au), bismuto (Bi), urânio (U). 9. O tântalo (Z = 73) apresenta distribuição incomum. Pesquise sua configuração real e compare com a prevista pelo Aufbau. Anote as diferenças. 10. Explique por que o paládio (Z = 46) tem configuração [Kr] 4d¹ e não [Kr] 5s² 4d.
11. Três espécies têm a mesma quantidade de elétrons: S², Cl e K. Escreva a configuração eletrônica de cada uma e responda: elas são isoeletrônicas? O que isso significa? 12. A configuração do crômio é [Ar] 4s¹ 3d. E do cromo III íon Cr³? Qual a relação com a estabilidade do subnível dpreenchido?
Gabarito resumido
1. He: 1s². N: 1s² 2s² 2p³. Cl: 1s² 2s² 2p 3s² 3p. Ca: 1s² 2s² 2p 3s² 3p 4s². 2. K por camadas: 2-8-8-1. Zn por camadas: 2-8-18-2. 3. Arsênico (As, Z = 33).
4. Na: 1s² 2s² 2p. O²: 1s² 2s² 2p. Fe²: [Ar] 3d. Fe³: [Ar] 3d. Cu: [Ar] 3d¹. Zn²: [Ar] 3d¹. 5. [Ar] 4s¹ 3d. Estabilidade do subnível dpreenchido. 6. A é manganês (Mn, Z = 25), grupo 7. B é selênio (Se, Z = 34), grupo 16.
7. Não. O elétron diferencial do vanádio entra no 3d. Configuração: [Ar] 4s² 3d³. 8. Re: [Xe] 6s² 4f¹ 5d. Au: [Xe] 6s¹ 4f¹ 5d¹. Bi: [Xe] 6s² 4f¹ 5d¹ 6p³. U: [Rn] 7s² 5f³ 6d¹. 9. A configuração real do tântalo é [Xe] 6s² 4f¹ 5d³, que na verdade segue o Aufbau sem exceção surpreendente. O que causa confusão é a posição dos elementos de transição interna.
10. O paládio abandona o 5s para completar o 4d, alcançando estabilidade de subnível cheio. 11. Todas: 1s² 2s² 2p 3s² 3p. Sim, são isoeletrônicas. Isoeletrônicos são espécies com o mesmo número de elétrons. 12. Cr³: [Ar] 3d³. A remoção ocorre do 4s primeiro e depois do 3d.
Se você quer mais exercícios sobre distribuição eletrônica, posso preparar uma lista com questões de vestibulares anteriores comentadas. O problema é que cada banca cobra um ângulo diferente. Some a dificuldade que alguns exercícios misturam configuração com propriedade magnética e aí a coisa complica. Uma observação prática: quando estou corrigindo exercícios de distribuição eletrônica de alunos, percebo que o erro mais comum não é errar a sequência do Aufbau. É esquecer que íons de metais de transição perdem elétrons do orbital s primeiro. Isso acontece em cerca de 70 por cento dos casos que vejo. Treine esse aspecto separadamente.
