Faça a distribuição eletrônica dos elementos abaixo e dê os números quânticos do último elétron da camada de valência.
Ca
Ca
Passo 1
Beleza, o exercício pede para a gente montar a configuração eletrônica do cálcio (Ca) e, em seguida, dar os quatro números quânticos do último elétron da camada de valência. O conteúdo aqui é “configuração eletrônica” e “números quânticos”. Para resolver, vamos usar o princípio de Aufbau (preenchimento dos orbitais em ordem de energia), o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund, além de saber o que cada número quântico significa (n, l, m_l, m_s).
Passo 2
Primeiro, identifica o número atômico do cálcio. O Ca tem número atômico Z = 20, ou seja, 20 elétrons para “colocar” nos orbitais.
Passo 3
Agora, seguindo a ordem de energia dos orbitais (Aufbau):
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → …
Vamos distribuir os 20 elétrons:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → …
Vamos distribuir os 20 elétrons:
- 1s recebe 2 elétrons: 1s²
- 2s recebe 2 elétrons: 2s²
- 2p recebe 6 elétrons: 2p⁶
- 3s recebe 2 elétrons: 3s²
- 3p recebe 6 elétrons: 3p⁶
Até aqui usamos 2+2+6+2+6 = 18 elétrons. - O próximo orbital mais baixo em energia é o 4s, que recebe os 2 elétrons restantes: 4s²
Então a configuração eletrônica completa do Ca é:
Passo 4
A camada de valência do cálcio é a n = 4, porque é o maior nível de energia que tem elétrons (o 4s). O último elétron que a gente “colocou” foi o segundo elétron do orbital 4s.
Passo 5
Agora, os quatro números quânticos (n, l, m_l, m_s) desse último elétron:
- n (número quântico principal): define o nível de energia → aqui n = 4
- l (número quântico azimutal): para orbital s, l = 0
- m_l (número quântico magnético): se l = 0, só existe m_l = 0
- m_s (número quântico de spin): num orbital com 2 elétrons, um vai ter m_s = +½ e o outro m_s = –½; como o segundo elétron é “o último” que entra, normalmente atribuímos m_s = –½
Resposta
Configuração eletrônica do Ca:
Números quânticos do último elétron (4s², segundo elétron do 4s):
n = 4, l = 0, m_l = 0, m_s = –½.