Questão
Suponha que um elemento
possui um elétron de valência com o conjunto de número quântico
. Indique o nome do elemento X , a massa atômica e sua configuração eletrônica.
Passo 1
O enunciado dá explicitamente o conjunto de números quânticos do elétron de valência de um elemento
:
-
.
O que é pedido:
- indicar o nome do elemento
; - indicar a massa atômica (peso atômico) do elemento;
- escrever a configuração eletrônica do elemento.
Passo 2
Entender o que significam esses números quânticos (aula rápida e amigável):
-
é o número quântico principal: indica a camada/nível de energia (a “camada” ). Aqui diz que o elétron está na quarta camada. -
é o número quântico azimutal (ou secundário): correspondendo aos orbitais . Especificamente: -
orbital , -
, -
, etc.
Portantosignifica que o elétron está num orbital .
-
-
é o número quântico magnético, que indica a orientação do orbital; para (onde ) só existe . Aqui é compatível com . -
é o número quântico de spin: ou . Aqui é , significando spin “para cima”, mas isso não afeta a identificação do orbital principal.
Conclusão desta etapa: o elétron de valência está no orbital
(porque
e
).
Passo 3
O que significa “elétron de valência” e como usá-lo para identificar o elemento:
- Em átomos neutros, o número de elétrons é igual ao número atômico
. - Um “elétron de valência” normalmente é um elétron localizado na camada mais externa (maior
) e é o último elétron adicionado na ordem de preenchimento (princípio de Aufbau). - Aqui o elétron de valência está em
. O orbital começa a ser preenchido logo após os orbitais da terceira camada terem sido completados (ou seja, depois de obter a configuração do gás nobre Argônio).
Para ver isso na prática: a configuração completa do gás nobre Argônio (
) é
totalizando
elétrons. O próximo elétron (o de número
) ocupa o orbital
, dando
.
Portanto, um átomo neutro com um único elétron no
tem
.
Passo 4
Identificando o elemento e verificando o nome/símbolo:
- O elemento com número atômico
é o Potássio, com símbolo químico . - Logo, o elemento
é o Potássio ( ).
Um comentário didático rápido sobre ordem de energia: embora orbital
exista logo depois, na construção do átomo neutro o orbital
é preenchido antes do
, por isso o último elétron de elementos de número atômico
entra em
.
Passo 5
Massa atômica do elemento (o que normalmente se pede por “massa atômica”):
- O valor padrão da massa atômica (peso atômico) do Potássio é aproximadamente
onde
é a unidade de massa atômica (ou, equivalentemente,
).
- Observação didática: o número inteiro mais próximo (39) corresponde ao isótopo mais abundante
, mas o “peso atômico” é média ponderada natural e por isso aparece com casas decimais.
Passo 6
Configuração eletrônica completa do Potássio:
- Escrevendo todas as ocupações desde
:
- Forma abreviada usando o gás nobre anterior (
= Argônio):
Explicação da notação: em
o expoente indica quantos elétrons ocupam aquele subnível; o colchete
significa “a configuração eletrônica do Argônio” já escrita antes.
Passo 7
Resumo final e checagem rápida:
- O último elétron em
confirma que o elemento neutro tem elétrons, logo é Potássio ( ). - Massa atômica padrão:
. - Configuração eletrônica:
ou .
Resposta
Potássio (
)