Encontre o conjunto de números quânticos que caracteriza o elétron mais energético dos elementos químicos a seguir. Em seguida determine a Família que esse elemento químico pertence.
Níquel-Ni
Níquel-Ni
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede duas coisas para o átomo de Níquel (Z = 28):
- Encontrar o conjunto de números quânticos do elétron mais energético.
- Dizer a família (ou grupo) onde o Ni se encaixa na tabela periódica.
Conteúdo envolvido:
- Configuração eletrônica (princípio de aufbau e regra n + l)
- Definição dos quatro números quânticos (n, ℓ, mℓ e ms)
- Classificação de elementos em famílias (grupos) da tabela
Passo 2
Primeiro vamos montar, passo a passo, a configuração eletrônica do Ni usando o princípio de aufbau:
1s²
2s² 2p⁶
3s² 3p⁶
4s²
3d⁸
1s²
2s² 2p⁶
3s² 3p⁶
4s²
3d⁸
Em LaTeX, isso fica:
Aqui a ordem de preenchimento vem da regra de n + ℓ (orbitais com menor n + ℓ preenchem primeiro; em caso de empate, preenche o menor n).
Passo 3
Agora, qual é o elétron “mais energético”?
- Uma forma prática é olhar em qual orbital ele exige menos energia para ser removido (ele é menos ligado → mais energético).
- Para átomos de transição, na prática o elétron 4s é removido antes dos 3d, ou seja, o 4s é menos ligado → é o mais energético.
Então o último elétron “colocado” (e de maior energia) está no orbital 4s.
Passo 4
Vamos definir os quatro números quânticos desse elétron 4s:
- n (número quântico principal) – define a camada: aqui n = 4.
- ℓ (número quântico azimutal) – s corresponde a ℓ = 0.
- mℓ (número quântico magnético) – para ℓ = 0 só existe mℓ = 0.
- ms (número quântico de spin) – cada orbital s comporta dois elétrons; o último a entrar normalmente tem spin +½.
Logo o conjunto é:
Passo 5
Por fim, a família do Níquel na tabela periódica:
- Níquel (Z = 28) fica na coluna 10, que é uma das colunas dos metais de transição.
Resposta
Conjunto de números quânticos:
Família do elemento: metais de transição (Grupo 10).