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Sobre o tema

A identificação de elementos químicos a partir da configuração eletrônica de seus cátions é uma habilidade essencial em química inorgânica. O diagrama de preenchimento orbital de um cátion trivalente revela a distribuição dos elétrons nos subníveis, permitindo determinar o elemento neutro correspondente. Esse tipo de análise envolve o conhecimento do princípio de Aufbau, da regra de Hund e da ordem crescente de energia dos orbitais. A questão do IME 2023 desafia o candidato a aplicar esses conceitos para identificar, dentre as opções, o elemento que, ao perder três elétrons, resulta no diagrama fornecido. A resposta correta é o germânio (Ge), cuja configuração eletrônica neutra [Ar] 3d10 4s2 4p2, ao perder três elétrons, forma Ge3+ com configuração [Ar] 3d10 4s1, que corresponde ao diagrama apresentado.

Tópicos relacionados

  • Configuração eletrônica de cátions
  • Princípio de Aufbau e regra de Hund
  • Diagrama de preenchimento orbital
  • Propriedades do germânio

Enunciado

: 0,25

Considere o esbo�o parcial da Tabela Peri�dica representado abaixo.

Sabe-se que um c�tion trivalente apresenta o seguinte diagrama de preenchimento orbital:

O elemento qu�mico correspondente a esse c�tion � o:
(A) Al
(B) Cu
(C) Ni
(D) Ge
(E) Se

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Perguntas frequentes

Como determinar a configuração eletrônica de um cátion a partir do diagrama de orbitais?

Conte o número de elétrons nos orbitais preenchidos e semi-preenchidos no diagrama. Para um cátion trivalente, some três elétrons para obter a configuração do átomo neutro. Em seguida, identifique o elemento pelo número atômico.

Qual a ordem de preenchimento dos orbitais segundo o diagrama de Linus Pauling?

A ordem segue o diagrama diagonal: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, etc. Lembrando que orbitais de mesma energia (degenerados) são preenchidos seguindo a regra de Hund.

Por que o germânio forma cátions trivalentes?

O germânio pertence ao grupo 14, com 4 elétrons na camada de valência. Ao perder três elétrons, atinge uma configuração estável de pseudo-gás nobre (3d10), formando Ge3+. Essa configuração é comum para elementos que perdem elétrons p e s.