Questão 3 ( \mathbf{2 , 0} pontos) - Dado os conjuntos de números quânticos abaixo, determine o subnível mais energético para cada um dos átomos dados, mostre suas configurações eletrônicas, classifiqueos quanto as propriedades magnéticas (Paramagnético ou Diamagnético) dê seus nomes e localização na tabela periódica (Período e Grupo).
a) \mathrm{n}=4, \mathrm{l}=1, \mathrm{~m}=0 e \mathrm{s}=+1 / 2
b) \mathrm{n}=5, \mathrm{l}=1, \mathrm{~m}=0 \mathrm{e} \mathrm{s}=-1 / 2

Passo 1

O enunciado dá dois conjuntos de números quânticos (n,\;l,\;m,\;s) e pede, para cada um, que a gente:
  1. Identifique o subnível mais energético.
  2. Monte a configuração eletrônica completa.
  3. Classifique o átomo como paramagnético ou diamagnético.
  4. Dê o nome do elemento e sua posição (período e grupo) na tabela periódica.
    Para isso vamos usar a teoria dos números quânticos, a regra de Aufbau (ordem de preenchimento dos orbitais), o princípio de Hund (preenchimento máximo de orbitais degenerados antes de emparelhar) e as definições de magnetismo (número de elétrons desemparelhados).

Passo 2

Caso (a): (n,l,m,s)=(4,1,0,+\tfrac12).
  • l=1 significa subnível p.
  • n=4 então é o subnível 4p.
  • s=+\tfrac12 indica que esse é o primeiro elétron a entrar em 4p (elétron com spin “para cima”).
    Logo, o subnível mais energético é 4p^1.

Passo 3

Agora montamos a configuração eletrônica até 4p^1. Usando a ordem de Aufbau:
\text{(a)}\quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^1
Em notação reduzida fica
\text{(a)}\quad[\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^1.
Há exatamente um elétron desemparelhado em 4p, então o átomo é paramagnético.

Passo 4

O elemento com configuração [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^1 é o Gálio.
Ele está no período 4 e no grupo 13 da tabela periódica.

Passo 5

Caso (b): (n,l,m,s)=(5,1,0,-\tfrac12).
  • l=1 → subnível p.
  • n=5 → subnível 5p.
  • s=-\tfrac12 e m=0 indicam que esse é um elétron de emparelhamento no orbital m=0.
    Para orbitais p há três orbitais m=-1,0,+1 que primeiro recebem elétrons com s=+\tfrac12 (3 elétrons) e depois começam a emparelhar com s=-\tfrac12. O elétron em m=0,\;s=-\tfrac12 é o quinto elétron do subnível, logo temos 5p^5.

Passo 6

Configuramos todo o átomo até 5p^5:
\text{(b)}\quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6\,5s^2\,4d^{10}\,5p^5
Em forma reduzida:
\text{(b)}\quad[\mathrm{Kr}]\,5s^2\,4d^{10}\,5p^5.
O subnível 5p^5 tem um elétron desemparelhado (já que seriam 6 para fechar), então o átomo também é paramagnético.

Passo 7

O elemento com configuração [\mathrm{Kr}]\,5s^2\,4d^{10}\,5p^5 é o Iodo.
Ele está no período 5 e no grupo 17 da tabela periódica.

Resposta

a) Subnível mais energético: 4p^1.
Configuração eletrônica: [\mathrm{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^1.
Magnetismo: paramagnético.
Nome: Gálio. Período 4, grupo 13.
b) Subnível mais energético: 5p^5.
Configuração eletrônica: [\mathrm{Kr}]\,5s^2\,4d^{10}\,5p^5.
Magnetismo: paramagnético.
Nome: Iodo. Período 5, grupo 17.

Exercícios relacionados