Utilizando os números quânticos, prediga os elementos.
n=3, l=1, m_{1}=0, s=-1 / 2

Passo 1

O enunciado fornece os números quânticos da última partícula: n=3, l=1, m_{1}=0 e s=-\tfrac12. Vamos usar a teoria de identificação de orbitais a partir desses números quânticos e, em seguida, aplicar o princípio de Aufbau e a regra de Hund para determinar a configuração eletrônica do elemento e seu número atômico.

Passo 2

O número quântico principal n=3 indica a terceira camada. O número quântico azimutal l=1 corresponde ao subnível p. Logo, estamos tratando de um elétron em um orbital do tipo \mathrm{3p}. O número magnético m_{1}=0 identifica o orbital \mathrm{3p}_{0} (ou \mathrm{3p}_{z}) e o spin s=-\tfrac12 indica que esse elétron está com spin “para baixo” (emparelhado).

Passo 3

Para encontrar o elemento, contamos quantos elétrons existem até incluir esse elétron em \mathrm{3p}_{0} com spin -\tfrac12:
  1. Preenchimento completo de 1s, 2s, 2p e 3s 2+2+6+2=12 elétrons.
  2. No subnível \mathrm{3p} cabem até 6 elétrons, distribuídos nos orbitais com m_{l}=-1,0,1. Pela regra de Hund, os três primeiros elétrons em \mathrm{3p} ocupam cada orbital com spin +\tfrac12.
  3. O quarto elétron em \mathrm{3p} emparelha o orbital m_{l}=-1 com spin -\tfrac12.
  4. O quinto elétron em \mathrm{3p} emparelha o orbital m_{l}=0 com spin -\tfrac12. Esse é exatamente nosso elétron de interesse.

Passo 4

Portanto, antes desse elétron havia 12 elétrons nas camadas inferiores mais 4 elétrons já alocados em \mathrm{3p}. Somando:
12 + 4 + 1 = 17
onde o “ +1” é justamente o elétron de m_{l}=0, s=-\tfrac12.

Passo 5

O número atômico Z é igual ao número total de elétrons em um átomo neutro. Aqui Z=17. O elemento de número atômico 17 é o cloro.

Resposta

O elemento é o cloro.

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