Um átomo de fósforo ( P, Z=15 ) é excitado, e um de seus elétrons 3 p é promovido para o subnível 4s. Determine a configuração eletrônica do fósforo no estado excitado e identifique os números quânticos (n, l, m l, m s ) do elétron promovido no estado excitado.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a configuração eletrônica do fósforo quando um dos seus elétrons é excitado. O fósforo tem número atômico Z=15, o que significa que ele possui 15 elétrons. Para resolver isso, vamos precisar entender como os elétrons se organizam nos níveis e subníveis de energia (configuração eletrônica) e como identificar os números quânticos que descrevem o estado do elétron excitado.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a configuração eletrônica do fósforo no estado fundamental, ou seja, quando ele não está excitado. A configuração padrão do fósforo é:
1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^3
Isso significa que os 15 elétrons estão distribuídos nos seguintes níveis e subníveis de energia.

Passo 3

Agora, o exercício diz que um elétron do subnível 3p é promovido para o subnível 4s. Isso é uma excitação eletrônica, onde um elétron salta para um nível de energia mais alto. Então, vamos ajustar a configuração eletrônica para refletir essa mudança.

Passo 4

Após a excitação, a configuração eletrônica do fósforo no estado excitado fica assim:
1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^2, 4s^1
Agora, temos um elétron a menos no subnível 3p e um elétron a mais no subnível 4s.

Passo 5

Vamos identificar os números quânticos do elétron que foi promovido para o subnível 4s:
  • Número quântico principal ( n): Representa o nível de energia. Para 4s, n = 4.
  • Número quântico azimutal ( l): Representa o tipo de subnível. Para subnível s, l = 0.
  • Número quântico magnético ( ml): Pode variar de -l a +l. Como l = 0, então ml = 0.
  • Número quântico de spin ( ms): Pode ser +12 ou -12. Vamos supor ms = +12 para este exercício.

Resposta

A configuração eletrônica do fósforo no estado excitado é:
1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^2, 4s^1
Os números quânticos do elétron promovido no estado excitado são:
(n, l, ml, ms) = (4, 0, 0, +12)

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