Determine os quatro números quânticos para os átomos e íons a seguir:
Fe

Passo 1

O enunciado pede os quatro números quânticos do elétron mais energético do átomo de ferro ( \mathrm{Fe}) no seu estado fundamental. Vamos usar configuração eletrônica e as regras de preenchimento de orbitais (Aufbau, princípio de Pauli e regra de Hund).

Passo 2

A configuração eletrônica do Fe no estado fundamental é
[\mathrm{Ar}]
\,4s^2
\,3d^6.
Isso significa que, depois do gás nobre argônio, ocupam-se primeiro os dois elétrons do orbital 4s e em seguida seis elétrons nos orbitais 3d.

Passo 3

Identificamos que o elétron mais energético está no subnível 3d. Nesse subnível, n=3 e l=2. Para distribuir os seis elétrons em 3d usamos a regra de Hund: primeiro colocamos um elétron em cada um dos cinco orbitais ( m_l=-2,-1,0,1,2) com spin +\tfrac12, depois pareamos começando pelo orbital de menor energia (menor m_l) com spin oposto.

Passo 4

O sexto elétron do 3d entra no orbital com m_l=-2 e, para obedecer ao princípio de Pauli, terá spin m_s=-\tfrac12. Logo, os quatro números quânticos desse elétron são:
n = 3,\quad l = 2,\quad m_l = -2,\quad m_s = -\tfrac{1}{2}.

Resposta

n=3
l=2
m_l=-2
m_s=-\tfrac{1}{2}

Exercícios relacionados