Dê as configurações eletrônicas dos átomos e íons, e os números quânticos do elétron mais energético.
Na
Na
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a questão está pedindo é para a gente escrever as configurações eletrônicas de átomos e íons e também determinar os números quânticos do elétron mais energético. Isso envolve entender como os elétrons estão distribuídos nas diferentes camadas e orbitais ao redor do núcleo de um átomo ou íon. Para resolver isso, vamos precisar conhecer a Tabela Periódica, entender configurações eletrônicas e saber o que são os números quânticos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre configuração eletrônica. Isso é basicamente como os elétrons estão distribuídos ao redor do núcleo de um átomo. Cada elétron ocupa uma “camada” ou “nível de energia” (representado por números: 1, 2, 3, etc.) e dentro dessas camadas, há subníveis (s, p, d, f).
Vamos usar o sódio (Na) como exemplo. O sódio tem número atômico 11, o que significa que ele tem 11 elétrons.
A configuração eletrônica do sódio neutro (Na) seria:
Isso significa:
- 1s²: 2 elétrons na primeira camada, subnível s
- 2s²: 2 elétrons na segunda camada, subnível s
- 2p⁶: 6 elétrons na segunda camada, subnível p
- 3s¹: 1 elétron na terceira camada, subnível s
Passo 3
Agora, vamos considerar o íon de sódio, que é $ Na^+ $. Quando o sódio perde um elétron, ele fica com uma carga positiva. Nesse caso, ele perde o elétron mais externo, que está no subnível 3s¹.
Então, a configuração eletrônica do $ Na^+ $ será:
Agora, ele tem apenas 10 elétrons, assim como o Neônio (Ne), que já é um gás nobre e estável.
Passo 4
Vamos agora determinar os números quânticos do elétron mais energético. Os números quânticos são quatro números que descrevem as características de um elétron em um átomo:
- Número quântico principal (n): Indica o nível de energia ou camada do elétron. Valores possíveis: 1, 2, 3, etc.
- Número quântico azimutal (l): Indica a forma do orbital. Valores possíveis: 0 (s), 1 §, 2 (d), 3 (f).
- Número quântico magnético (mₗ): Indica a orientação do orbital no espaço. Valores possíveis: de -l a +l.
- Número quântico de spin (mₛ): Indica a direção do spin do elétron. Valores possíveis: +½ ou -½.
Para o sódio neutro ($ Na $), o elétron mais energético está no orbital 3s¹.
- n = 3
- l = 0 (porque é um orbital s)
- mₗ = 0 (já que l = 0, mₗ só pode ser 0)
- mₛ = +½ ou -½ (o spin pode ser para cima ou para baixo)
Como no íon $ Na^+ $, o elétron mais energético está no nível 2p⁶, vamos ver seus números quânticos:
O último elétron está no orbital 2p¹:
- n = 2
- l = 1 (porque é um orbital p)
- mₗ = -1, 0, +1 (para p, mₗ pode ser -1, 0 ou +1)
- mₛ = +½ ou -½
Resposta
Então, resumindo:
- Configuração eletrônica do Na (sódio) neutro: $ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1 $
- Configuração eletrônica do $ Na^+ $ íon: $ 1s^2 2s^2 2p^6 $
- Números quânticos do elétron mais energético no Na:
- $ n = 3 $
- $ l = 0 $
- $ m_ℓ = 0 $
- $ m_s = +\frac{1}{2} $ ou $ -\frac{1}{2} $