Em cada item, dê a configuração eletrônicas completa e identifique o elemento, dados os números quânticos do elétron mais energético:
b)
b)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir a configuração eletrônica completa e identificar o elemento químico, usando os números quânticos do elétron mais energético que são:
,
,
, e
. Para isso, vamos usar conceitos de estrutura eletrônica dos átomos e os números quânticos que descrevem os elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada número quântico representa:
-
Número quântico principal (
): Indica o nível de energia do elétron e a distância média do núcleo. Aqui, , então estamos no terceiro nível de energia. -
Número quântico azimutal (
): Define a subcamada ou o tipo de orbital (s, p, d, f). O valor de corresponde à subcamada d. -
Número quântico magnético (
): Indica a orientação do orbital no espaço. Com , estamos falando de um dos orbitais d com orientação específica. -
Número quântico de spin (
): Pode ser ou , indicando a direção do spin do elétron. Aqui, .
Passo 3
Agora, vamos montar a configuração eletrônica passo a passo usando a Regra de Aufbau, que nos diz a ordem de preenchimento dos orbitais pelos elétrons. A sequência é:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → …
Sabemos que os orbitais d começam a ser preenchidos a partir do quarto nível de energia (4s), mas eles pertencem ao terceiro nível (n=3). Portanto, nosso elétron mais energético está no orbital 3d.
Passo 4
Cada subcamada tem um número máximo de elétrons:
- s: 2 elétrons
- p: 6 elétrons
- d: 10 elétrons
- f: 14 elétrons
Como temos
(subcamada d), sabemos que essa subcamada pode ter até 10 elétrons. Nosso elétron mais energético está no 3d.
Passo 5
Vamos contar os elétrons até chegar no elétron 3d com os números quânticos dados:
- 1s²: 2 elétrons
- 2s²: 2 elétrons
- 2p⁶: 6 elétrons
- 3s²: 2 elétrons
- 3p⁶: 6 elétrons
- 4s²: 2 elétrons
- 3d¹: 1 elétron (nosso elétron mais energético)
Totalizando: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 1 = 21 elétrons
Passo 6
O número de elétrons em um átomo é igual ao número atômico do elemento. Portanto, com 21 elétrons, o elemento corresponde ao Escândio (Sc), que tem número atômico 21.
Resposta
A configuração eletrônica completa é
. O elemento identificado é o Escândio (Sc).