Com relação aos números quânticos responda: a) O número de elétrons no orbital p do terceiro nível do elemento de número atômico 16. b) O conjunto dos quatro números quânticos para o último elétron de um átomo neutro, cuja configuração é:
.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- (a) Determinar o número de elétrons no orbital p do terceiro nível do elemento de número atômico
. - (b) Para o átomo neutro cuja configuração eletrônica é
, fornecer o conjunto dos quatro números quânticos do último elétron.
Informações dadas que usaremos:
- O elemento tem número atômico
(ou seja, tem elétrons num átomo neutro). - A configuração eletrônica fornecida no item (b) é exatamente
. - Precisamos usar conceitos básicos sobre ocupação de orbitais e os quatro números quânticos (
, , , ).
Passo 2
Entendendo como construir a configuração eletrônica — regra prática (muito usada em provas):
- A ordem de preenchimento dos subníveis, de energia mais baixa para mais alta, começa assim:
, , , , , , , … - Cada subnível tem capacidade máxima: subnível
comporta elétrons, comporta elétrons, comporta , etc.
Vou usar isso para montar a configuração do elemento com.
Passo 3
Preenchendo elétrons até
passo a passo:
-
aceita → agora temos elétrons (restam ). -
aceita → agora temos elétrons (restam ). -
aceita → agora temos elétrons (restam ). -
aceita → agora temos elétrons (restam ). - O próximo é
, que pode aceitar até elétrons. Como restam elétrons, eles irão para .
Passo 4
Escrevendo a configuração final do átomo com
:
Notei que os
elétrons restantes após preencher até
ocupam o subnível
, resultando em
.
Passo 5
Respondendo (a): número de elétrons no orbital
do terceiro nível.
- Pelo passo anterior, o subnível
está com elétrons. - Lembre que “orbital p do terceiro nível” aqui se refere ao subnível
.
Portanto a resposta do item (a) é.
Passo 6
Agora vou tratar (b). Primeiro identifico o total de elétrons da configuração dada:
Somando os expoentes:
. Logo é um átomo neutro com
elétrons (ou seja,
).
Passo 7
Identificando onde está o “último elétron” da configuração dada:
- A configuração termina em
. Isso significa que os dois elétrons mais externos ocupam o subnível . - O “último elétron” corresponde ao segundo elétron do
(o elétron que completa ).
Passo 8
Revisão dos quatro números quânticos e seus valores permitidos (explicação didática):
-
(número quântico principal): indica o nível de energia; valores inteiros positivos . -
(número quântico azimutal ou do momento angular orbital): para um dado , . O tipo de subnível é identificado por : , , , etc. -
(número quântico magnético): para um dado , pode ser . Ele identifica qual orbital dentro do subnível (por exemplo, para : ). -
(número quântico de spin): pode assumir apenas dois valores ou , correspondendo aos dois sentidos de spin do elétron.
Passo 9
Aplicando isso ao elétron no subnível
:
- Para um elétron em
, o número quântico principal é (porque estamos no nível 4). - O subnível é
, então . - Como
, o único valor possível de é . - Para o spin
: o subnível tem elétrons ( ), ou seja, os dois elétrons ocupam o mesmo orbital ( ) e, pelo princípio de exclusão de Pauli, devem ter spins opostos. O primeiro elétron que entrou normalmente é escrito como e o segundo (o “último” elétron) terá .
Passo 10
Concluindo o item (b): o conjunto de quatro números quânticos do último elétron (o segundo em
) é
Resposta
a)
b)
b)