A ciência evolui constantemente. No que tange a estrutura interna da matéria muito foi descoberto no século passado. Sabemos, por exemplo, que o elétron é capaz de interagir com um campo magnético, apresentando, portanto, um número quântico para descrever esse estado, o número quântico de spin.
Imagine que tenha sido demonstrado que o elétron possa assumir 4 números quânticos de spin e , representados, respectivamente, por . Considere ainda que tenha sido convencionado que o primeiro elétron de um orbital apresentará , seguido de e finalmente .
a) Considerando as informações do enunciado e que os outros 3 números quânticos são descritos conforme o modelo atual, DESCREVA como ficaria a distribuição eletrônica para o iodo.

Passo 1

Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos que descrever a distribuição eletrônica do iodo considerando um novo conjunto de números quânticos de spin para os elétrons. Normalmente, usamos dois números de spin ( e ), mas aqui foi estabelecido que os elétrons podem ter quatro estados de spin: , , e . Precisamos ajustar a distribuição eletrônica do iodo com base nessa nova convenção.

Passo 2

Primeiro, vamos revisar a configuração eletrônica do iodo no modelo atual. O iodo tem número atômico 53, o que significa que possui 53 elétrons. A distribuição eletrônica padrão é:
Isso representa a maneira como os elétrons ocupam os diferentes níveis e subníveis de energia ao redor do núcleo.

Passo 3

Agora, vamos adaptar essa configuração para o novo número quântico de spin. Com quatro estados de spin possíveis por elétron, cada orbital pode acomodar até quatro elétrons ao invés dos tradicionais dois. Isso significa que:
  • Cada orbital (1 orbital) pode ter até 4 elétrons.
  • Cada orbital (3 orbitais) pode ter até 12 elétrons.
  • Cada orbital (5 orbitais) pode ter até 20 elétrons.
  • Cada orbital (7 orbitais) pode ter até 28 elétrons.
Isso altera a maneira como os elétrons se distribuem nos subníveis de energia.

Passo 4

Vamos agora distribuir os 53 elétrons do iodo seguindo essa nova convenção:
  1. 1s: Pode acomodar 4 elétrons.
  2. 2s: 4 elétrons.
  3. 2p: 12 elétrons.
  4. 3s: 4 elétrons.
  5. 3p: 12 elétrons.
  6. 4s: 4 elétrons.
  7. 3d: 20 elétrons.
  8. 4p: 12 elétrons.
  9. 5s: 4 elétrons.
  10. 4d: 20 elétrons.
  11. 5p: Aqui temos que verificar quantos elétrons faltam para completar os 53.
Vamos somar os elétrons distribuídos até agora:
é
Percebemos que já ultrapassamos o total de 53 elétrons, então precisamos ajustar a distribuição. Vamos distribuir os 53 elétrons de acordo com a ordem de energia, preenchendo os níveis mais baixos primeiro até completar os 53 elétrons.
Distribuição ajustada:
  1. 1s: 4 elétrons (total: 4)
  2. 2s: 4 elétrons (total: 8)
  3. 2p: 12 elétrons (total: 20)
  4. 3s: 4 elétrons (total: 24)
  5. 3p: 12 elétrons (total: 36)
  6. 4s: 4 elétrons (total: 40)
  7. 3d: 20 elétrons (total: 60)
Já passamos 53 elétrons, então precisamos retirar alguns elétrons do subnível 3d:
é
Então, no subnível 3d, colocamos 13 elétrons.

Resposta

Considerando os novos números quânticos de spin, a distribuição eletrônica do iodo fica:

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