Resumo de Estrutura Atômica e Configuração Eletrônica

## Introdução A **configuração eletrônica** descreve como os elétrons se distribuem nos orbitais de um átomo ou íon. É fundamental para entender propriedades químicas como a reatividade, a formação de ligações e a estabilidade dos íons. Neste material, você encontrará regras, exemplos práticos, exercícios resolvidos e a notação condensada (gás nobre). > Definição: A configuração eletrônica é a distribuição dos elétrons de um átomo nos diferentes níveis e subníveis de energia, descrita por meio de orbitais como $1s$, $2p$, $3d$, etc. ## Regras básicas (detalhadas) ### 1) Princípio de Aufbau (princípio da construção) - Os elétrons ocupam primeiro os orbitais de menor energia antes de passar para os de maior energia. - Para visualizar a ordem, usa-se o diagrama das diagonais (diagrama de Möeller). > Nota prática: Siga a ordem $1s$, $2s$, $2p$, $3s$, $3p$, $4s$, $3d$, $4p$, $5s$, $4d$, $5p$, $6s$, $4f$, $5d$, $6p$, ... ### 2) Princípio de Exclusão de Pauli - Nenhum par de elétrons em um mesmo átomo pode ter os quatro números quânticos iguais. - Em um mesmo orbital, só podem haver **dois elétrons** com spins opostos: $+\tfrac{1}{2}$ e $-\tfrac{1}{2}$. > Exemplo: No orbital $2p$, dois elétrons não podem ambos ter spin $+\tfrac{1}{2}$ se ocupam o mesmo orbital magnético. ### 3) Regra de Hund (multiplicidade máxima) - Em orbitais degenerados (mesmo nível de energia, p ou d), os elétrons são colocados primeiro desemparelhados, ocupando cada orientação disponível com spins paralelos, e só depois se emparelham. > Exemplo: Para três elétrons no subnível $2p$, são representados nas três orientações como $\uparrow\;\uparrow\;\uparrow$ antes de formar pares. ## Notação condensada (gás nobre) - Substitui-se a configuração dos níveis internos completos pelo símbolo do gás nobre anterior entre colchetes, seguido dos elétrons externos. > Exemplo: $13\ \mathrm{Al}$ tem configuração completa $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^1$ e notação condensada $[\mathrm{Ne}]\ 3s^2\ 3p^1$. ## Configuração eletrônica de íons - Para cátions (+) subtraem-se elétrons; para ânions (-) adicionam-se. - Ao formar cátions em elementos de transição, primeiro perdem-se os elétrons do subnível $s$ do nível mais alto antes dos do subnível $d$. > Exemplo: $\mathrm{Fe}$ neutro é $[\mathrm{Ar}]\ 4s^2\ 3d^6$, enquanto $\mathrm{Fe}^{2+}$ costuma ser $[\mathrm{Ar}]\ 3d^6$ (perdem-se primeiro os $4s$). ## Exemplos resolvidos (passo a passo) 1) Elementos de 11 a 20 (seleção): - $11\ \mathrm{Na}$: $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^1$ Condensada: $[\mathrm{Ne}]\ 3s^1$ - $12\ \mathrm{Mg}$: $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2$ Condensada: $[\mathrm{Ne}]\ 3s^2$ - $13\ \mathrm{Al}$: $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^1$ Condensada: $[\mathrm{Ne}]\ 3s^2\ 3p^1$ - $18\ \mathrm{Ar}$: $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6$ Condensada: $[\mathrm{Ar}]$ - $20\ \mathrm{Ca}$: $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2$ Condensada: $[\mathrm{Ar}]\ 4s^2$ 2) Casos especiais e elementos de transição (regra de perda de elétrons): - $29\ \mathrm{Cu}$ tem configuração neutra $[\mathrm{Ar}]\ 4s^1\ 3d^{10}$ (exceção pela estabilização do $3d^{10}$). - $24\ \mathrm{Cr}$: $[\mathrm{Ar}]\ 4s^1\ 3d^5$ (exceção por semi-preenchimento estável). 3) Íons (exemplos): - $\mathrm{Na}^+$: perde um elétron $[\mathrm{Ne}]$. - $\mathrm{S}^{2-}$: ganha dois elétrons para ficar $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6$ que é $[\mathrm{Ar}]$. - $\mathrm{K}^+$: $[\mathrm{Ar}]$ (perde seu elétron $4s^1$). ## Tabelas comparativas | Conceito | O que indica | Exemplo rápido | |---|---:|---| | Princípio de Aufbau | Ordem de preenchimento por energia | $1s\to2s\to2p\to3s$ | | Pauli | Máximo de 2 elétrons por orbital com spins opostos | orbital $2p$ pode ter $\uparrow\downarrow$ | | Hund | Completar as orientações antes de emparelhar | $2p^3$ como $\uparrow\;\uparrow\;\uparrow$ | ## Exercícios guiados (com respostas) 1) Escreva a configuração eletrônica e a notação condensada de $35\ \mathrm{Br}$. - Solução: completa $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 4s^2\ 3d^{10}\ 4p^5$; co