Considere um elétron com número quântico secundário \mathrm{l}=2.
Em que tipo de obital ( \mathrm{s}, \mathrm{p}, \mathrm{d}, \mathrm{f} ) esse elétron se encontra?

Passo 1

O enunciado dá que o número quântico secundário é l=2 e pergunta em que tipo de orbital ( s, p, d, f ) esse elétron se encontra. Informação dada: l=2. Pergunta: qual a letra (tipo de orbital) correspondente a esse valor de l?

Passo 2

Para entender a resposta precisamos lembrar o significado do número quântico secundário l. Vou explicar de forma simples e prática: l indica o “subnível” ou “subcasca” dentro de um nível principal e cada valor inteiro de l é associado a uma letra da notação espectroscópica. A correspondência padrão é:
l=0 \mapsto s,\quad l=1 \mapsto p,\quad l=2 \mapsto d,\quad l=3 \mapsto f.
Aqui cada símbolo ( s,p,d,f) nomeia um tipo de orbital com características próprias.

Passo 3

Aplicando a correspondência acima diretamente ao valor dado l=2, obtemos que esse valor corresponde ao orbital d. Não precisa de contas complicadas: é uma tabela de associação direta. Portanto l=2 ⇒ orbital d.

Passo 4

Agora, para você ter mais contexto e estar preparado para perguntas relacionadas na prova, explico algumas consequências úteis de l=2:
  • Os valores possíveis do momento magnético orbital m_l vão de -l até +l em passos de 1. Então para l=2 temos
m_l\in\{-2,-1,0,1,2\}.
Isso significa que existem (2l+1) orbitais no subnível: aqui (2\cdot2+1)=5 orbitais diferentes no subnível d.
Outro fato prático: cada orbital comporta até dois elétrons (com spins opostos). Assim, a capacidade máxima do subnível é
2(2l+1)=2\cdot5=10
elétrons para o subnível d. Além disso, o número quântico principal mínimo n que permite l=2 é
n_{\text{min}}=l+1=3,
ou seja, os primeiros orbitais d aparecem a partir do nível n=3 (ex.: 3d, depois 4d, 5d, …).

Passo 5

Um comentário qualitativo sobre formas: os orbitais d têm geralmente formato de “trevo” (quatro lóbulos) para quatro deles e um formato com um anel em volta do eixo para o d_{z^2}. Isso não é necessário para responder a pergunta básica, mas ajuda a visualizar o que significa estar em um orbital d. Força aí — você já sabe identificar o tipo só pelo l!

Resposta

d

Exercícios relacionados