(a) Na notação de caixa (flechas para elétrons e caixas para orbitais), dê a configuração eletrônica no estado fundamental para o tálio.
(b) Especifique os quatro números quânticos para o elétron mais externo no tálio.

Passo 1

O enunciado pede (a) a configuração eletrônica do tálio ( Z=81) no estado fundamental usando a notação de caixas (setas para elétrons e caixas para orbitais) e (b) os quatro números quânticos do elétron mais externo. Vamos precisar lembrar da regra de Madelung para a ordem de preenchimento de subshells e do princípio de exclusão de Pauli + regra de Hund.

Passo 2

Como Z=81, a configuração começa preenchendo até o gás nobre anterior, que é o xenônio. Logo, a parte interna é
[Xe]
e sobram 81-54=27 elétrons para colocar em subsíndices 4f, 5d, 6s e 6p.

Passo 3

Pela regra de Madelung, a ordem de subida dos níveis é
4f (max 14),;5d (max 10),;6s (max 2),;6p (max 6)
Preenchemos sequencialmente cada subshell até completar ou esgotar os elétrons disponíveis.

Passo 4

Preenchendo:
– em 4f vão 14 elétrons ( 7 caixas com 2 cada),
– em 5d vão 10 elétrons ( 5 caixas com 2 cada),
– em 6s vão 2 elétrons ( 1 caixa com 2),
– restam 1 elétron para 6p.
Notação de caixas (cada [;cdot;] é um orbital; em cada orbital, uparrowdownarrow indica dois elétrons e uparrow um elétron com spin +tfrac12):
4f: [ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow]
5d: [ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow]
6s: [ uparrowdownarrow]
6p: [ uparrow][ ][ ]

Passo 5

O elétron mais externo está em 6p, na primeira das três caixas degeneradas. Por Hund, esse elétron terá spin +tfrac12. Os quatro números quânticos são:
– número quântico principal: n=6 porque está na camada 6,
– azimutal: l=1 para orbitais p,
– magnético: usualmente preenche-se primeiro ml=-1,
– spin: ms=+tfrac12.

Resposta

(a) Configuração em notação de caixas para os elétrons externos (após [Xe]):
4f: [ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow]
5d: [ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow][ uparrowdownarrow]
6s: [ uparrowdownarrow]
6p: [ uparrow][ ][ ]
(b) Quatro números quânticos do elétron mais externo:
n=6, l=1, ml=-1, ms=+tfrac12

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