O tema central desta questão é a configuração eletrônica do Titânio, um metal amplamente utilizado em diversas áreas devido às suas propriedades excepcionais como elevada dureza e resistência à oxidação. Para resolvê-la, é crucial compreender como distribuir eletronicamente os elétrons em átomos, especificamente os de valência, que determinam muitas propriedades químicas dos elementos.

Para entender a configuração eletrônica, precisamos lembrar da regra de Aufbau, que dita a ordem de preenchimento dos orbitais atômicos. Seguindo a ordem energética de preenchimento, para o Titânio (Z = 22), temos a seguinte sequência:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d²

Os elétrons de valência são aqueles que estão nos níveis mais externos e que participam das ligações químicas. Para o Titânio, os elétrons de valência estão nos orbitais 4s e 3d. Portanto, a configuração eletrônica dos elétrons de valência é 4s² 3d². Neste caso, focamos no orbital 4s, identificado na alternativa correta da questão.

Alternativa Correta: D - 4s²

Vamos agora analisar as alternativas incorretas:

A - 3d²: Esta configuração está parcialmente correta, já que o Titânio possui dois elétrons no orbital 3d, mas a questão pede apenas os elétrons de valência. Portanto, a alternativa não está completa.

B - 5s²: Esta configuração refere-se a um nível energético diferente e não está presente na configuração eletrônica do Titânio.

C - 3p⁶: Embora o Titânio tenha um orbital 3p completamente preenchido, não é um orbital de valência.

E - 4p⁴: Esta configuração é errada, pois o orbital 4p não está preenchido no Titânio.

Portanto, a alternativa D é a única correta ao apresentar o orbital de valência 4s², destacando os elétrons que mais influenciam a reatividade do Titânio.

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1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

A camada de valência é a camada eletrónica mais externa no caso o "4s2", letra D

OBS: não quer dizer que terminou no 3d2 que ele é a camada de valência, com exceção aos elementos de transição não existe átomo com camada de valência no sub-nível "D" e "F"