Dê as configurações eletrônicas dos átomos e íons, e os números quânticos do elétron mais energético.
Ca
Ca
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A pergunta quer que a gente determine a configuração eletrônica do cátion Ca²⁺ e os números quânticos do elétron mais energético desse íon. Para isso, vamos precisar saber como os elétrons são distribuídos nos átomos e entender um pouco sobre os números quânticos que descrevem esses elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quantos elétrons tem o cátion Ca²⁺. O cálcio (Ca) tem número atômico 20, ou seja, em seu estado neutro ele possui 20 elétrons. Quando perde 2 elétrons para formar o cátion Ca²⁺, ele fica com 18 elétrons.
Passo 3
Agora, vamos distribuir esses 18 elétrons nos diferentes níveis de energia e orbitais. A ordem de preenchimento dos orbitais segue a regra de Aufbau, que vai preenchendo os orbitais de menor energia primeiro. A configuração eletrônica para Ca²⁺ fica assim:
Isso significa que os primeiros 2 elétrons estão no orbital 1s, os próximos 2 no 2s, os 6 seguintes no 2p, mais 2 no 3s e os últimos 6 no 3p.
Passo 4
Agora, vamos encontrar os números quânticos do elétron mais energético, que é o último elétron adicionado nessa configuração. Esse elétron está no orbital 3p.
Os números quânticos são:
- Número quântico principal (n): Indica o nível de energia. Aqui, $ n = 3 $.
- Número quântico azimutal (l): Indica o tipo de orbital. Para $ p $, $ l = 1 $.
- Número quântico magnético (m_l): Indica a orientação do orbital no espaço. Para $ l = 1 $, $ m_l $ pode ser -1, 0 ou +1. Vamos escolher $ m_l = 0 $ como exemplo.
- Número quântico de spin (m_s): Indica a orientação do spin do elétron. Pode ser $ +\frac{1}{2} $ ou $ -\frac{1}{2} $. Vamos considerar $ m_s = +\frac{1}{2} $.
Resposta
A configuração eletrônica do íon $ Ca^{2+} $ é:
Os números quânticos do elétron mais energético são: