Descubra qual elemento químico corresponde aos números quânticos indicados nos itens abaixo:
Passo 1
Beleza, o enunciado diz: “Descubra qual elemento químico corresponde aos números quânticos
Isso é um exercício de Orbitais Atômicos e regras de preenchimento (princípio de Aufbau, regra de Hund e princípio de exclusão de Pauli). Pra resolver a gente vai precisar lembrar:
1) O que cada número quântico significa.
2) Como identificar a que subnível orbital ele pertence (s, p, d ou f).
3) A ordem de preenchimento dos orbitais e como distribuir elétrons em cada subnível (especialmente em orbitais d).
Passo 2
Interpretando os números quânticos:
- n=4 → quarto nível de energia.
- l=2 → subnível d (porque l=0→s, 1→p, 2→d, 3→f).
Logo, é um elétron no orbital 4d. - m_l=0 → é o orbital “central” do conjunto 4d (os possíveis m_l são –2, –1, 0, +1, +2).
- m_s=+½ → spin “para cima”, ou seja, é o primeiro elétron a entrar naquele orbital específico.
Passo 3
Agora, pra saber qual elemento tem esse elétron como “o último a entrar” (o de maior energia), precisamos ver como os orbitais 4d são preenchidos após o gás nobre Krônio (Z=36):
- Vem 5s (Z=37 Rb: 5s¹; Z=38 Sr: 5s²).
- Aí começam a entrar elétrons em 4d. Pelo Aufbau e pela regra de Hund, antes de emparelhar, cada orbital d recebe primeiro um elétron com m_s=+½, seguindo os m_l em ordem –2, –1, 0, +1, +2.
- Z=39 (Y): entra o 1º elétron no 4d (m_l=–2).
- Z=40 (Zr): entra o 2º elétron no 4d (m_l=–1).
- Z=41 (Nb): entra o 3º elétron no 4d (m_l=0). ← aqui!
Resposta
O elemento é o de número atômico 41: Nióbio (símbolo Nb).