Como ocorre a configuração dos elétrons nas camadas do átomo segundo:
O princípio da exclusão de Pauli.
O princípio da exclusão de Pauli.
Passo 1
O enunciado pede para explicar como se distribuem os elétrons nas camadas do átomo levando em conta o princípio da exclusão de Pauli. O conteúdo central é a mecânica quântica aplicada à configuração eletrônica, e vamos precisar usar os quatro números quânticos que caracterizam cada elétron.
Passo 2
Cada elétron em um átomo é descrito por quatro números quânticos:
onde
– é o número quântico principal (identifica a camada),
– é o número quântico azimutal ou secundário (identifica a subcamada),
– é o número quântico magnético (identifica o orbital dentro da subcamada),
– é o número quântico de spin (identifica a orientação de spin).
O princípio da exclusão de Pauli afirma que “não existem dois elétrons em um átomo que tenham simultaneamente os mesmos quatro números quânticos”. Em outras palavras, cada estado quântico — isto é, cada combinação — pode ser ocupado por, no máximo, um único elétron.
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O princípio da exclusão de Pauli afirma que “não existem dois elétrons em um átomo que tenham simultaneamente os mesmos quatro números quânticos”. Em outras palavras, cada estado quântico — isto é, cada combinação
Passo 3
Devido a esse princípio, cada orbital (fixos
,
e
) comporta no máximo dois elétrons, e esses dois elétrons devem ter spins opostos, ou seja,
Como cada subcamada
possui um certo número de orbitais dados por
, a capacidade máxima de elétrons em cada subcamada fica:
Passo 4
Somando para todos os orbitais de uma mesma camada
, a capacidade máxima de elétrons nessa camada é
Isso decorre de somar as capacidades das subcamadas permitidas para cada
.
Resposta
Segundo o princípio da exclusão de Pauli, cada orbital atômico (
) pode conter, no máximo, dois elétrons com spins opostos (
e
), de modo que não existam dois elétrons com os quatro números quânticos iguais.