Dentre os conjuntos de números quânticos
apresentados nas alternativas a seguir, um deles representa números quânticos NÃO permitidos para os elétrons da subcamada “d” do férro Fe (II). Esse conjunto descrito corresponde a:
Dado:
considere o primeiro elétron a entrar no orbital com spin -1/2)
n l m s
a)
b)
c)
d)
e)
Dado:
n l m s
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede para identificar qual conjunto de números quânticos NÃO é permitido para elétrons da subcamada “d” do ferro Fe(II). Informações relevantes do enunciado:
- Átomo:
com . - Estado iônico:
(Fe(II)). - Observação dada: "considere o primeiro elétron a entrar no orbital com spin
". - Cada alternativa fornece um conjunto
: - a)
- b)
- c)
- d)
- e)
- a)
A pergunta específica é: qual desses conjuntos representa números quânticos NÃO permitidos para elétrons da subcamada
do Fe(II).
Passo 2
Vamos revisar o significado e as regras de validade dos números quânticos (explicação didática, passo a passo):
-
é o número quântico principal. Regras: é inteiro e vale . Ele indica a camada/energia principal.
Exemplo:. -
é o número quântico azimutal (ou orbital). Regras: é inteiro e satisfaz Cada valor de corresponde a uma subcamada: , , , etc. -
(ou ) é o número quântico magnético. Regras: é inteiro e toma valores Ou seja, existem valores possíveis de . -
(ou ) é o número quântico de spin. Regras: para um elétron pode assumir apenas dois valores:
Comentário amigável: essas são as regras fundamentais — sempre cheque se cada número respeita o seu intervalo. Se qualquer número estiver fora do intervalo, o conjunto é inválido.
Passo 3
Identificar a subcamada em questão e as implicações:
- A subcamada é a
. Portanto necessariamente. Isso já aparece nas alternativas (todas têm ). - Para
os valores permitidos de são Ou seja, só pode ser ou . - Além disso, para
o mínimo possível é . Todas as alternativas têm , então está ok em todas elas. - O spin
deve ser ou ; todas as alternativas usam um desses dois valores.
Passo 4
Aplicar as regras a cada alternativa, verificando
:
-
Alternativa a)
: -
satisfaz . -
satisfaz porque . -
pertence a . -
é permitido.
Conclusão: conjunto permitido.
-
-
Alternativa b)
: -
, ok. -
pertence ao conjunto . -
é permitido.
Conclusão: conjunto permitido.
-
-
Alternativa c)
: -
está entre e . -
permitido.
Conclusão: conjunto permitido.
-
-
Alternativa d)
: - Aqui
. Mas para os valores possíveis de são apenas . -
está fora desse intervalo, portanto é proibido por definição do número quântico magnético.
Conclusão: conjunto NÃO permitido.
- Aqui
-
Alternativa e)
: -
está dentro de a . permitido.
Conclusão: conjunto permitido.
-
Passo 5
Observação sobre a nota do enunciado: "considere o primeiro elétron a entrar no orbital com spin
". Isso não altera as regras de validade dos números quânticos: ambos os spins
e
são permitidos para qualquer orbital disponível. A escolha do spin de preenchimento inicial diz respeito à configuração eletrônica concreta (preenchimento de Hund, Pauli), mas não autoriza valores de
fora do intervalo permitido. Portanto a única alternativa com número quântico inválido é a com
.
Resposta
d)