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.
Zircônio-Zr (Z = 40)
Zircônio-Zr (Z = 40)
Passo 1
Beleza, amigo! O exercício pede duas coisas: (a) achar o conjunto de números quânticos do elétron mais energético do Zircônio (Z = 40) e (b) dizer a qual família (ou grupo) da tabela periódica esse elemento pertence. Aqui vamos usar dois conteúdos principais:
- Configuração eletrônica via regra de Aufbau e preenchimento de orbitais.
- Definição dos quatro números quânticos (n, ℓ, mℓ, ms) e o conceito de “elétron mais energético” (o de maior nível de energia).
Passo 2
Primeiro, montamos a configuração eletrônica do Zr (Z = 40). Seguindo a ordem de energia dos orbitais:
Isso dá um total de 40 elétrons.
Passo 3
Precisamos agora achar qual desses elétrons está no nível de maior energia. Nos metais de transição, depois do preenchimento, os elétrons do subnível s (n = 5) geralmente ficam em energia ligeiramente acima dos d (n = 4), então os dois elétrons 5s² são os “mais energéticos”. Podemos escolher qualquer um deles – vamos pegar o último que entrou.
Passo 4
Para esse elétron no orbital 5s:
- n = 5 (nível principal)
- ℓ = 0 (orbital s)
- mℓ = 0 (único valor possível em ℓ=0)
- ms = +½ (vamos escolher o spin “para cima”, que tipicamente é o último a entrar)
Então o conjunto é
Passo 5
Por fim, família (ou grupo) na tabela: o Zircônio fica no grupo 4 (ou IVB, dependendo da notação), junto com Titânio (Ti) e Háfnio (Hf). É um metal de transição do “grupo do titânio”.
Resposta
Conjunto de números quânticos do elétron mais energético:
(5, 0, 0, +½)
Família (grupo) na tabela periódica: grupo 4 (família do titânio).
(5, 0, 0, +½)
Família (grupo) na tabela periódica: grupo 4 (família do titânio).