Dentre os conjuntos de números quânticos n, ell, m, s apresentados nas alternativas a seguir, um deles representa números quânticos NÃO permitidos para os elétrons da subcamada mais energética do Fe^2+, um íon indispensável para a sustentação da vida dos mamíferos, pois está diretamente relacionado com a respiração desses animais. Esse conjunto descrito corresponde a:
Dado: Fe (Z=26)
a) 3,2,0,1 / 2
b) 3,2,-2,-1 / 2
c) 3,2,2,1 / 2
d) 3,2,-3,1 / 2
e) 3,2,1,1 / 2

Passo 1

O íon Fe^2+ tem número atômico Z=26 e perdeu dois elétrons, ficando com 24 elétrons totais. A configuração eletrônica é
[Ar],3d^6
Dessa forma, a subcamada mais energética em Fe^2+ é a 3d, ou seja, n=3 e ell=2.

Passo 2

Para qualquer elétron em uma subcamada com ell=2 valem as seguintes regras de números quânticos:
– O número magnético mell varia de -ell até +ell em passos de 1, logo
mell in -2,,-1,,0,,1,,2
– O número de spin s só pode valer +tfrac12 ou -tfrac12.

Passo 3

Qualquer conjunto n,ell,mell,s será não permitido se ou mell estiver fora do intervalo -2,dots,2 ou s não for pmtfrac12.

Passo 4

Analisando as alternativas:
a) 3,2,0,+tfrac12: mell=0 e s=+tfrac12 são permitidos.
b) 3,2,-2,-tfrac12: mell=-2 e s=-tfrac12 são permitidos.
c) 3,2,2,+tfrac12: mell=2 e s=+tfrac12 são permitidos.
d) 3,2,-3,+tfrac12: mell=-3 não pertence a -2,dots,2, é proibido.
e) 3,2,1,+tfrac12: mell=1 e s=+tfrac12 são permitidos.

Resposta

d)

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