Exercícios Resolvidos de Estrutura Eletrônica e Tabela Periódica

UFS – Lista de Exercícios de Química Geral. Questão 08. Modificado.

Quantos elétrons possui certo subnível 4f, sabendo que o último elétron a preenchê-lo possui os seguintes números quânticos: n = 4 ,     l = 3 ,     m l = + 1 ,     m s = - 1 2 ? (Considere que o primeiro elétron a preencher os orbitais possui spin + 1 2 ). Dê a configuração eletrônica deste átomo e prediga a posição desse elemento na tabela periódica.

Passo 1

Ele no descreve o último elétron do último subnível preenchido (o mais energético), através de seus números quânticos e pergunta quantos elétrons estão habitando esse subnível.

Essa é uma questão para o diagrama das caixas.

Olha aí os 7 orbitais do subnível 4f:

E a gente vai preencher ele até que o último elétron esteja no orbital de m l = + 1 e com spin - 1 , ou seja, . Sendo que o enunciado manda a gente começar a distribuição com spins positivos ( ).

Pela regra de Hund primeiro cada orbital recebe um elétron para que, só depois, qualquer orbital possa receber um segundo elétron.

O elétron em vermelho foi o último a ser colocado no diagrama, obedecendo a ordem exigida pela regra de Hund e pelo enunciado.

Ele está no orbital deseginado por m l = + 1 e tem m s = - 1 2 .

Para que este fosse o último elétron alocado, a gente precisou colocar mais 11 elétrons no orbital 4f. Portanto, o orbital 4f do enunciado possui 12 elétrons.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Para que o subnível 4f esteja semi-preenchido com 12 elétrons, este é o último subnível da configuração eletrônica deste átomo. A configuração é, então:

1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 12

Com o subnível mais energético descrito pelo l = 3 , esse elemento está certamente no bloco f.

Com 12 elétrons nesse subnível, ele está na 12ª coluna do bloco f.

Com camada de valência com n = 6 , podemos dizer que ele está no sexto período.

Resposta

12 elétrons.

Configuração: 1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 12

6º período, 12ª coluna do bloco f.

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