Aplicações dos números quânticos:
Um elétron possui os números quânticos n=5, l=0, m l=0, m s=+1 / 2. Determine o elemento ao qual esse elétron pertence, considerando que ele é o elétron de maior energia.

Passo 1

O enunciado informa que um elétron tem os números quânticos
\,n=5, \,l=0, \,m_l=0 e \,m_s=+\tfrac12 e que esse é o elétron de maior energia no átomo. O conteúdo que precisamos usar é a interpretação dos números quânticos para identificar a camada e subnível do elétron mais energético e, em seguida, relacionar isso ao elemento correspondente na tabela periódica.

Passo 2

O número quântico principal \,n=5 indica que o elétron está na quinta camada eletrônica. O número quântico azimutal \,l=0 corresponde ao subnível s. Portanto esse elétron está no orbital 5s. Como m_l=0 confirma que é o único orbital s e m_s=+\tfrac12 indica o spin “para cima” desse elétron.

Passo 3

Pela regra de aufbau, depois de preencher o 4p vem o 5s, seguido pelo 4d. Assim, o primeiro elemento cuja configuração termina em 5s^1 é o rubídio, com configuração eletrônica
[\text{Kr}]\,5s^1
e número atômico Z=37. O substrato [\text{Kr}] preenche até 4p^6.

Passo 4

Verificar se poderia ser estrôncio, que tem 5s^2. Nesse caso haveria dois elétrons em 5s: um com m_s=+\tfrac12 (o primeiro adicionado) e outro com m_s=-\tfrac12. O último elétron inserido em 5s^2 teria m_s=-\tfrac12, e não +\tfrac12. Como o enunciado pede o elétron de maior energia com m_s=+\tfrac12, ele corresponde ao único elétron de valência em 5s, ou seja, àquele presente no rubídio.

Resposta

Rubídio, Z=37, com configuração eletrônica [\text{Kr}]\,5s^1.

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