(Atkins 2012) - Quantos elétrons, no total, podem ocupar os seguintes orbitais: 4 p, 3 d, 1 s, 5 f, 2 dxy ?

Passo 1

O enunciado pergunta quantos elétrons, no máximo, podem ocupar os orbitais 4p, 3d, 1s, 5f e o orbital específico 2dxy. O conteúdo envolvido é a configuração eletrônica atômica e o princípio de exclusão de Pauli, que estabelece que cada orbital quântico (definido pelos números quânticos n, ell, mell e ms) pode abrigar no máximo dois elétrons com spins opostos. Para resolver, precisamos saber quantos orbitais há em cada subnível e, consequentemente, quantos elétrons cada subnível ou orbital isolado pode comportar.

Passo 2

Em um subnível com número quântico azimutal ell, o número de orbitais é dado por
2ell + 1,
e cada orbital comporta até dois elétrons. Logo, o número máximo de elétrons num subnível é
2 times (2ell + 1)
Para um orbital individual (fixos n, ell e mell), só existem dois possíveis valores de ms, permitindo até dois elétrons.

Passo 3

Aplicando aos casos pedidos:
– Subnível 4p: aqui ell=1, então há 2cdot1+1=3 orbitais e até 2times3=6 elétrons.
– Subnível 3d: aqui ell=2, então há 2cdot2+1=5 orbitais e até 2times5=10 elétrons.
– Subnível 1s: aqui ell=0, então há 2cdot0+1=1 orbital e até 2times1=2 elétrons.
– Subnível 5f: aqui ell=3, então há 2cdot3+1=7 orbitais e até 2times7=14 elétrons.
– Orbital específico 2dxy: é um único orbital ( ell=2, mell fixo), logo comporta até 2 elétrons.

Passo 4

Somando todos os elétrons máximos:
6 + 10 + 2 + 14 + 2 = 34

Resposta

O total de elétrons que podem ocupar esses orbitais é 34.

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