Analise as assertivas a seguir e assinale
, se verdadeiras, ou
, se falsas.
( ) Um elétron em um orbital 3p poderia ter um valor de 2 para seu número quântico de momento angular 1 .
( ) Cada camada (nível de energia principal) de número quântico n contém n subcamadas.
( ) Se retirarmos dois elétrons da camada externa do cálcio, a configuração eletrônica resultante é idêntica à do elemento argônio.
( ) Há uma diferença na configuração eletrônica entre carbono 14 e carbono 12.
( ) Com relação aos elétrons, quando a luz é absorvida ou emitida em um átomo, os elétrons se movem entre os orbitais.
18. Baseado na distribuição eletrônica das espécies químicas:
e Ca , responda às questões:
a) Qual o número de elétrons desemparelhados em cada uma das espécies químicas?
b) Qual é o número de orbitai(s) vazio(s) em cada uma dos íons acima?
c) Indique os quatro números quânticos para o elétron de diferenciação do
:
d) Quais das espécies químicas:
, são isoeletrônicas?
( ) Um elétron em um orbital 3p poderia ter um valor de 2 para seu número quântico de momento angular 1 .
( ) Cada camada (nível de energia principal) de número quântico n contém n subcamadas.
( ) Se retirarmos dois elétrons da camada externa do cálcio, a configuração eletrônica resultante é idêntica à do elemento argônio.
( ) Há uma diferença na configuração eletrônica entre carbono 14 e carbono 12.
( ) Com relação aos elétrons, quando a luz é absorvida ou emitida em um átomo, os elétrons se movem entre os orbitais.
18. Baseado na distribuição eletrônica das espécies químicas:
a) Qual o número de elétrons desemparelhados em cada uma das espécies químicas?
b) Qual é o número de orbitai(s) vazio(s) em cada uma dos íons acima?
c) Indique os quatro números quânticos para o elétron de diferenciação do
d) Quais das espécies químicas:
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado tem duas partes:
- Cinco frases sobre números quânticos, subcamadas, configuração eletrônica e transição de elétrons, onde a gente marca V ou F.
- Um exercício (item 18) pedindo, pra V³⁺, Ti²⁺ e Ca:
a) quantos elétrons desemparelhados cada um tem;
b) quantos orbitais vazios cada um tem;
c) quatro números quânticos do elétron de diferenciação do Ti²⁺;
d) quais são isoeletrônicos.
Conteúdo envolvido:
- Princípios de Aufbau, Pauli e Hund;
- Números quânticos (n, l, m_l, m_s);
- Configuração eletrônica de íons;
- Conceito de espécies isoeletrônicas.
O que vamos precisar: lembrar das regras de preenchimento de orbitais, dos valores permitidos para cada número quântico e de como remover elétrons em íons de metais de transição.
Passo 2
Frase 1: “Um elétron em um orbital 3p poderia ter l = 2?”
Teoria:
Teoria:
- n (nível principal) = 3 aqui.
- l (número quântico azimutal) varia de 0 a n–1, ou seja 0,1,2.
- Mas p significa l = 1 (s → l=0, p → l=1, d → l=2).
Logo, em 3p l = 1, nunca 2.
Resposta: Falsa (F).
Passo 3
Frase 2: “Cada camada n contém n subcamadas?”
Teoria: para cada n existem subníveis com l = 0,1,…,n–1.
Ex.: n=3 tem l=0 (3s), l=1 (3p) e l=2 (3d) → são 3 subníveis.
Resposta: Verdadeira (V).
Teoria: para cada n existem subníveis com l = 0,1,…,n–1.
Ex.: n=3 tem l=0 (3s), l=1 (3p) e l=2 (3d) → são 3 subníveis.
Resposta: Verdadeira (V).
Passo 4
Frase 3: “Se tirarmos 2 elétrons da camada externa do cálcio, sobra configuração igual à do argônio?”
Cálcio (Z=20) é [Ar] 4s².
Removendo 2 elétrons sai 4s² → 4s⁰, ficando só [Ar].
Resposta: Verdadeira (V).
Cálcio (Z=20) é [Ar] 4s².
Removendo 2 elétrons sai 4s² → 4s⁰, ficando só [Ar].
Resposta: Verdadeira (V).
Passo 5
Frase 4: “Há diferença na configuração eletrônica entre carbono-14 e carbono-12?”
Eles têm o mesmo Z=6, logo a mesma distribuição de elétrons.
Resposta: Falsa (F).
Eles têm o mesmo Z=6, logo a mesma distribuição de elétrons.
Resposta: Falsa (F).
Passo 6
Frase 5: “Quando a luz é absorvida ou emitida, elétrons se movem entre orbitais?”
Isso é justamente a explicação dos espectros atômicos: saltos eletrônicos entre níveis/orbitais.
Resposta: Verdadeira (V).
Isso é justamente a explicação dos espectros atômicos: saltos eletrônicos entre níveis/orbitais.
Resposta: Verdadeira (V).
Passo 7
Agora item 18 – primeiro, anotar as configurações:
- V⁺³: V tem Z=23, neutro é [Ar] 4s² 3d³. Tirando 3 e– (primeiro 4s, depois 3d) sobra [Ar] 3d².
- Ti²⁺: Ti tem Z=22, neutro é [Ar] 4s² 3d². Tirando 2 e– (os 4s) sobra [Ar] 3d².
- Ca: Z=20, neutro é [Ar].
Passo 8
(a) Número de elétrons desemparelhados (usando Hund no subnível 3d):
- V³⁺: [Ar] 3d² → cada elétron em orbital diferente → 2 desemparelhados.
- Ti²⁺: [Ar] 3d² → idem → 2 desemparelhados.
- Ca: [Ar] (todos os orbitais até 3p cheios) → 0 desemparelhados.
Passo 9
(b) Número de orbitais vazios (considerando o subnível 3d ou s de valência):
- V³⁺: 3d tem 5 orbitais, 2 ocupados → 3 vazios.
- Ti²⁺: idem → 3 vazios em 3d.
- Ca: nível de valência é 4s com 1 orbital, mas ele está cheio (2e–) → 0 vazios.
Passo 10
© Quatro números quânticos do elétron de diferenciação do Ti²⁺:
“Diferenciação” é o último elétron que entra no esquema de Aufbau.
Para Ti²⁺ = [Ar] 3d², o segundo elétron 3d entra com spin +½ em um dos orbitais d.
Então:
n = 3
l = 2 (subnível d)
m_l = –1 (poderia ser –2, –1, 0, +1 ou +2, mas vamos tomar –1)
m_s = +½
“Diferenciação” é o último elétron que entra no esquema de Aufbau.
Para Ti²⁺ = [Ar] 3d², o segundo elétron 3d entra com spin +½ em um dos orbitais d.
Então:
n = 3
l = 2 (subnível d)
m_l = –1 (poderia ser –2, –1, 0, +1 ou +2, mas vamos tomar –1)
m_s = +½
Passo 11
(d) Espécies isoeletrônicas?
Isoeletrônicas têm o mesmo número de elétrons.
V³⁺, Ti²⁺ e Ca têm cada um 20 elétrons → todas três são isoeletrônicas entre si.
Isoeletrônicas têm o mesmo número de elétrons.
V³⁺, Ti²⁺ e Ca têm cada um 20 elétrons → todas três são isoeletrônicas entre si.
Resposta
- Frases: F, V, V, F, V
2a) V³⁺ = 2 desemparelhados; Ti²⁺ = 2; Ca = 0
2b) V³⁺ = 3 orbitais vazios; Ti²⁺ = 3; Ca = 0
2c) (n, l, m_l, m_s) = (3, 2, –1, +½)
2d) V³⁺, Ti²⁺ e Ca são isoeletrônicos.