Apresente a distribuição eletrônica e os 4 números quânticos dos seguintes elementos: Silício, Lítio, Carbono, Sódio, Arsênio, Neodímio, Cobre.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede duas coisas para cada elemento (Si, Li, C, Na, As, Nd e Cu):
- A configuração eletrônica (tipo “1s²2s²2p⁶…”).
- Os quatro números quânticos (n, l, mₗ, mₛ) do elétron de maior energia (o de valência).
Matéria que a gente vai usar:
- Princípio de Aufbau (preenchimento em ordem crescente de n+ℓ);
- Regra de Hund (um elétron por orbital antes de emparelhar);
- Princípio de exclusão de Pauli (máx. 2 elétrons por orbital, spins opostos);
- Definição dos números quânticos:
• n = nível principal (1,2,3…);
• ℓ = subnível (0→s, 1→p, 2→d, 3→f);
• mₗ = orientação do orbital (−ℓ … +ℓ);
• mₛ = spin (+½ ou −½).
Tranquilo? Então partiu resolver de verdade.
Passo 2
Primeiro a gente monta a configuração eletrônica completa de cada átomo, usando as regras acima e, quando der, atalho por gás nobre entre colchetes:
-
Lítio (Z=3):
1s² 2s¹ -
Carbono (Z=6):
1s² 2s² 2p² -
Silício (Z=14):
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² -
Sódio (Z=11):
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ -
Arsênio (Z=33):
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³ -
Cobre (Z=29):
[Ar] 3d¹⁰ 4s¹ -
Neodímio (Z=60):
[Xe] 4f⁴ 6s²
Passo 3
Agora, pra cada um, vamos achar os quatro números quânticos do elétron que entrou por último (o de maior energia). Lembre que a gente sempre coloca primeiro spin +½, depois −½ se precisar emparelhar.
-
Lítio, elet. de valência em 2s¹:
n=2; ℓ=0 (s); mₗ=0; mₛ=+½ -
Carbono, segundo elétron em 2p (config. 2p²):
– Ao preencher 2p, primeiro vai um em mₗ=−1, depois um em mₗ=0, ambos com mₛ=+½.
n=2; ℓ=1 §; mₗ=0; mₛ=+½ -
Silício, segundo elétron em 3p (3p²):
mesma lógica do C:
n=3; ℓ=1; mₗ=0; mₛ=+½ -
Sódio, elétron em 3s¹:
n=3; ℓ=0; mₗ=0; mₛ=+½ -
Arsênio, terceiro elétron em 4p (4p³):
– 4p¹→mₗ=−1(+½), 4p²→mₗ=0(+½), 4p³→mₗ=+1(+½).
n=4; ℓ=1; mₗ=+1; mₛ=+½ -
Cobre, elétron único em 4s¹:
n=4; ℓ=0; mₗ=0; mₛ=+½ -
Neodímio, segundo elétron em 6s (6s²):
– o primeiro é +½, o segundo (nosso “último”) fica com spin −½.
n=6; ℓ=0; mₗ=0; mₛ=−½
Resposta
Silício (Z=14)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ) do último: (3,1,0,+½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ) do último: (3,1,0,+½)
Lítio (Z=3)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (2,0,0,+½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (2,0,0,+½)
Carbono (Z=6)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (2,1,0,+½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (2,1,0,+½)
Sódio (Z=11)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (3,0,0,+½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (3,0,0,+½)
Arsênio (Z=33)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (4,1,+1,+½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (4,1,+1,+½)
Neodímio (Z=60)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (6,0,0,−½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (6,0,0,−½)
Cobre (Z=29)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (4,0,0,+½)
Config:
(n,ℓ,mₗ,mₛ): (4,0,0,+½)