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Aula 30 — Distribuição eletrônica de íons: cuidado com a saída de elétrons de valência

50 min

Objetivo geral

Realizar a distribuição eletrônica de íons, reconhecendo a regra específica de saída de elétrons da camada de valência.

Objetivos específicos

  • Reconhecer que, na formação de cátions, os elétrons saem primeiro da camada mais externa (de maior número de camada), não do subnível preenchido por último segundo Pauling.
  • Realizar a distribuição eletrônica de cátions a partir do átomo neutro correspondente.
  • Realizar a distribuição eletrônica de ânions a partir do átomo neutro correspondente.

Conhecimentos prévios

  • Distribuição eletrônica em subníveis e a posição na Tabela Periódica (Módulo 2, Aula 3).
  • Íons: cátions e ânions (Módulo 1, Aula 9).

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_QuiAula30_Apresentacao.pptx.
  • Um exemplo de distribuição eletrônica de um átomo de metal de transição e do cátion correspondente, para comparação da regra de saída de elétrons.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

Perguntar: quando um átomo perde elétrons para formar um cátion, os elétrons saem sempre do último subnível preenchido, seguindo a ordem de Pauling ao contrário?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Mostrar a distribuição do átomo de ferro neutro (que termina em 3d6 4s2) e do cátion Fe2+, e perguntar: os dois elétrons perdidos saem do subnível 3d ou do subnível 4s? Obstáculo a nomear: aplicar a ordem de Pauling ao contrário para a perda de elétrons, sem perceber que a regra de saída é diferente da regra de entrada.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Ao formar um cátion, os elétrons saem primeiro da camada de maior número (a mais externa geometricamente), e não necessariamente do subnível preenchido por último segundo o Diagrama de Pauling — essa é uma exceção importante, especialmente relevante para os metais de transição. No caso do ferro (distribuição neutra terminando em 3d6 4s2), a formação do cátion Fe2+ remove os dois elétrons do subnível 4s (camada 4, mais externa), não do subnível 3d, resultando em uma distribuição terminando em 3d6. Para ânions, a regra é mais direta: os elétrons ganhos entram seguindo a ordem normal de preenchimento do Diagrama de Pauling, completando o subnível em andamento ou o próximo.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — zona de desenvolvimento proximal

Realizar coletivamente a distribuição eletrônica do cátion Fe2+ a partir da distribuição do átomo neutro de ferro, aplicando a regra de saída pela camada mais externa.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Exercícios de aplicação: realizar a distribuição eletrônica de cátions e ânions dados a partir do átomo neutro correspondente.

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação

A regra de saída de elétrons (cátions) e a regra de entrada (ânions/átomos neutros) não são simétricas — cada uma tem sua própria lógica.

Avaliação formativa

Verificar se os alunos aplicam corretamente a regra de saída de elétrons pela camada mais externa na formação de cátions.

Lista de exercícios

1. O átomo neutro de ferro tem distribuição terminando em 3d6 4s2. Qual é a distribuição do cátion Fe2+?

Gabarito: Termina em 3d6 (os dois elétrons são removidos do subnível 4s, a camada mais externa, não do subnível 3d).

2. Por que a regra de saída de elétrons em cátions não segue simplesmente a ordem inversa do Diagrama de Pauling?

Gabarito: Porque, na formação de cátions, os elétrons saem primeiro da camada de maior número (mais externa geometricamente), independentemente de qual subnível foi preenchido por último segundo a ordem energética de Pauling — uma exceção especialmente relevante nos metais de transição.

3. A formação de um ânion segue a mesma lógica de exceção da formação de um cátion?

Gabarito: Não. Para ânions, os elétrons ganhos entram seguindo a ordem normal do Diagrama de Pauling, sem a exceção aplicada à saída de elétrons dos cátions.

Observações e extensão

Aula que trata de uma exceção clássica de vestibular — reforçar com múltiplos exemplos de metais de transição, onde o erro é mais comum.