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
teve um dos seus elétrons de valência excitado para um subnível esférico. Dessa forma, pode-se afirmar que o conjunto de números quânticos (
) é aceitável para esse elétron excitado.
Indique se cada uma das afirmações abaixo é verdadeira (V) ou falsa (F). Justifique as falsas.
( ) Um átomo do elemento contendo
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
(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:
- Número quântico principal (
): indica o nível de energia do elétron e a distância média em relação ao núcleo. - Número quântico azimutal (
): determina a forma da orbital. - Número quântico magnético (
): define a orientação da orbital no espaço. - Número quântico de spin (
): indica a direção do spin do elétron, que pode ser ou .
Passo 3
Agora, vamos olhar para a configuração dada:
. Isso significa:
-
: o elétron está no terceiro nível de energia. -
: a orbital é do tipo s, que é esférica. -
: como , só existe uma orientação possível para a orbital s. -
: o elétron tem spin “para cima”.
Passo 4
O átomo de enxofre (
) tem 16 elétrons. Sua configuração eletrônica no estado fundamental é:
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
é válida para esse elétron excitado.
Passo 6
Vamos analisar o subnível para o qual o elétron está sendo excitado:
-
corresponde a uma orbital s. - No nível
, 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
na 3s, só pode haver outro elétron com
nesse orbital.
Passo 8
Portanto, tentar excitar um terceiro elétron para o mesmo subnível 3s com
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.