5-(2,0 pontos) Sobre os números quânticos responda:
a) O conjunto dos quatro números quânticos do elétron diferenciador (elétron escrito no orbital de maior energia) para V^+1 (apresentar a configuração eletrônica do íon V^3+). Dado: (Z vanádio =23)á.
b) Têm-se dois átomos: J e D. a) Calcule o número de elétrons de J e o número de nêutrons de D, sabendo que os átomos J e D são isótopos e que o átomo J possui Z=3 x-6 e A=5 x e o átomo D possui Z=2 x+4 e A=5 x-1.
B) Determine o conjunto de números quânticos para o orbital mais energético de J.
b) Sabendo-se que o elétron de maior energia de um átomo apresenta o seguinte conjunto dos quatro números quânticos: n=3, l=2 ; ml=-1 ; ms=-1 / 2, quantos elétrons fazem parte do nível de valência desse átomo?

Passo 1

O enunciado pede várias coisas sobre números quânticos e configuração eletrônica. Vamos usar (1) tabela periódica para achar configurações de íons de vanádio, (2) propriedades de isótopos para achar x, elétrons e nêutrons, (3) conceito de elétron diferenciador e orbital de maior energia para escrever conjuntos (n,l,ml,ms), e (4) fórmula do número máximo de elétrons no nível de valência 2n^2.

Passo 2

a) Vanádio tem Z=23. Para o íon V^3+ removemos 3 elétrons do átomo neutro [Ar],3d^3,4s^2, ficando com 20 elétrons e configuração
V^3+:;[Ar]
O cátion V^+1 tem 22 elétrons; partindo de [Ar],3d^3,4s^2 removemos um elétron do orbital 4s, ficando
V^+1:;[Ar],3d^3,4s^1
O elétron diferenciador é o que ocupa esse último 4s^1.

Passo 3

a) O elétron diferenciador do V^+1 está em 4s. Seus quatro números quânticos são
n=4, l=0, ml=0, ms=+tfrac12

Passo 4

b-a) Para os átomos J e D, como são isótopos, seus números atômicos coincidem:
3x-6 ;=;2x+4 ;Longrightarrow; x=10
Então
ZJ=3cdot10-6=24, AJ=5cdot10=50,
ZD=2cdot10+4=24, AD=5cdot10-1=49
Em J (átomo neutro) o número de elétrons é igual a ZJ=24.
No isótopo D, o número de nêutrons é
AD - ZD = 49 - 24 = 25

Passo 5

b-b) O átomo J tem Z=24 (cromo), configuração eletrônica [Ar],3d^5,4s^1. O orbital de maior energia é o 4s, cujo elétron diferenciador tem
n=4, l=0, ml=0, ms=+tfrac12

Passo 6

b-c) Se o elétron de maior energia tem n=3, o nível de valência é n=3. O número máximo de elétrons nesse nível é
2n^2 = 2cdot3^2 = 18

Resposta

a) Configuração de V^3+: [Ar]. Quatro números quânticos do elétron diferenciador de V^+1:
n=4,;l=0,;ml=0,;ms=+tfrac12
b-a) Elétrons em J: 24. Nêutrons em D: 25.
b-b) Quatro números quânticos do elétron no orbital mais energético de J:
n=4,;l=0,;ml=0,;ms=+tfrac12
b-c) Número de elétrons no nível de valência desse átomo: 18.

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