Aplicações dos números quânticos:
Um elétron tem os seguintes números quânticos: n=4, l=1, m l=-1 e m s= +1 / 2. Identifique o elemento e a sua posição na Tabela Periódica, considerando que o elétron em questão é o de maior energia.

Passo 1

O enunciado diz que o elétron de maior energia de um átomo tem números quânticos
n=4,\quad l=1,\quad m_l=-1,\quad m_s=+\tfrac12.
O objetivo é identificar o elemento e sua posição na Tabela Periódica. Vamos usar os conceitos de número quântico principal, azimutal, magnético e a regra de construção da configuração eletrônica.

Passo 2

O número quântico principal n=4 indica que o elétron está na quarta camada. O número quântico azimutal l=1 mostra que ele ocupa o subnível p. O número quântico magnético m_l=-1 apenas especifica qual das três orbitais p está ocupado, e m_s=+\tfrac12 indica o spin, mas para a identificação do elemento basta sabermos que o elétron de mais alta energia está em 4p.

Passo 3

Pela ordem de energia (diagrama de Aufbau), preenchemos primeiro até o gás nobre Argônio ( \mathrm{Ar}, Z=18), depois 4s (2 elétrons), depois 3d (10 elétrons) e, em seguida, começa-se o preenchimento de 4p. Como há um único elétron em 4p, concluímos que existe exatamente um elétron nesse subnível de mais alta energia.

Passo 4

Portanto, a configuração eletrônica completa do átomo é
\mathrm{[Ar]}\,3d^{10}\,4s^2\,4p^1.
O número atômico é
18 + 10 + 2 + 1 = 31.
O elemento de número atômico 31 é o Gálio, de símbolo \mathrm{Ga}.

Passo 5

A posição na Tabela Periódica corresponde ao período igual a n=4 e ao grupo igual ao número de elétrons no subnível p mais 10 (do bloco d) mais 2 (do bloco s), ou seja, grupo 13 (ou 3A na nomenclatura antiga).

Resposta

Elemento: Gálio ( \mathrm{Ga}), número atômico 31.
Período: 4.
Grupo: 13 (3A).

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