Baseando-se no seu conhecimento sobre números quânticos e a estrutura do átomo moderno, faça o que se pede.
Indique se cada uma das afirmações abaixo é verdadeira (V) ou falsa (F). Justifique as falsas.
( ) Um átomo do elemento contendo Z=16 teve um dos seus elétrons de valência excitado para um subnível esférico. Dessa forma, pode-se afirmar que o conjunto de números quânticos ( n=3, l=0, ml=0, ms=+1 / 2 ) é aceitável para esse elétron excitado.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nessa questão. Você precisa determinar se uma determinada configuração de números quânticos para um elétron excitado em um átomo com número atômico Z=16 (que é o enxofre) é válida ou não. A matéria envolve números quânticos e a estrutura do átomo moderno. Para resolver isso, vamos precisar entender como os números quânticos descrevem os elétrons em um átomo e quais são as regras que eles devem obedecer.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar quais são os quatro números quânticos que descrevem um elétron:
  1. Número quântico principal ( n): indica o nível de energia do elétron e a distância média em relação ao núcleo.
  2. Número quântico azimutal ( ell): determina a forma da orbital.
  3. Número quântico magnético ( mell): define a orientação da orbital no espaço.
  4. Número quântico de spin ( ms): indica a direção do spin do elétron, que pode ser + 12 ou - 12.

Passo 3

Agora, vamos olhar para a configuração dada: (n=3, ell=0, mell=0, ms=+1/2). Isso significa:
  • n=3: o elétron está no terceiro nível de energia.
  • ell=0: a orbital é do tipo s, que é esférica.
  • mell=0: como ell=0, só existe uma orientação possível para a orbital s.
  • ms=+1/2: o elétron tem spin “para cima”.

Passo 4

O átomo de enxofre ( Z=16) tem 16 elétrons. Sua configuração eletrônica no estado fundamental é:
1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^4
Os elétrons de valência são os que estão no nível de energia mais alto, que aqui são os do 3s e 3p.

Passo 5

A questão fala sobre um elétron de valência sendo excitado para um subnível esférico. Queremos verificar se a configuração (n=3, ell=0, mell=0, ms=+1/2) é válida para esse elétron excitado.

Passo 6

Vamos analisar o subnível para o qual o elétron está sendo excitado:
  • ell=0 corresponde a uma orbital s.
  • No nível n=3, a orbital 3s já está cheia com 2 elétrons.

Passo 7

Segundo o Princípio de Exclusão de Pauli, dois elétrons no mesmo orbital devem ter spins opostos. Ou seja, se já há um elétron com ms=+1/2 na 3s, só pode haver outro elétron com ms=-1/2 nesse orbital.

Passo 8

Portanto, tentar excitar um terceiro elétron para o mesmo subnível 3s com (n=3, ell=0, mell=0, ms=+1/2) viola o Princípio de Pauli, já que não pode haver dois elétrons com os mesmos quatro números quânticos no mesmo átomo.

Resposta

F – A configuração fornecida não é aceitável porque o subnível 3s já está cheio com dois elétrons de spins opostos, impossibilitando a acomodação de mais um elétron com os mesmos números quânticos.

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