Dê as configurações eletrônicas dos átomos e íons, e os números quânticos do elétron mais energético.
Cl

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre configurações eletrônicas e números quânticos do átomo de Cloro (Cl) e seus íons. A matéria envolve estrutura eletrônica e números quânticos, que são fundamentais para entender como os elétrons estão distribuídos ao redor do núcleo e suas propriedades.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é configuração eletrônica. Ela mostra como os elétrons estão distribuídos nas diferentes camadas e subníveis de energia de um átomo ou íon. Para o Cloro, que tem número atômico 17, precisamos distribuir 17 elétrons.

Passo 3

A distribuição segue a ordem de energia dos orbitais: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, etc. Cada orbital tem uma capacidade máxima de elétrons:
  • s: 2 elétrons
  • p: 6 elétrons
  • d: 10 elétrons
  • f: 14 elétrons

Passo 4

Vamos distribuir os 17 elétrons do Cloro:
  • 1s^2
  • 2s^2
  • 2p^6
  • 3s^2
  • 3p^5
Então, a configuração eletrônica do átomo de Cloro é:
Cl: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^5

Passo 5

Agora, para os íons do Cloro. O Cloro pode ganhar ou perder elétrons formando íons.
  • Íon Cloro negativo (Cl⁻): Ganha 1 elétron, totalizando 18 elétrons.
    Cl^-: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6
  • Íon Cloro positivo (Cl⁺): Perde 1 elétron, totalizando 16 elétrons.
    Cl^+: 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^4

Passo 6

Agora, vamos determinar os números quânticos do elétron mais energético no átomo de Cloro (o último elétron adicionado).
Os números quânticos são:
  • n (principal): Indica a camada de energia. Para o Cloro, o último elétron está na terceira camada, então $ n = 3 $.
  • l (azimutal): Indica o subnível. No n = 3 , $ l = 1 $.
  • m_l (magnético): Indica a orientação do orbital. Pode variar de 3p a l = 1 . Para $ l = 1 $, $ m_l = -1, 0, +1 $. Vamos pegar, por exemplo, $ m_l = 0 $.
  • m_s (spin): Pode ser $ +\frac{1}{2} $ ou $ -\frac{1}{2} $. Vamos considerar $ m_s = +\frac{1}{2} $.

Resposta

A configuração eletrônica do átomo de Cloro é 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^5, do íon Cl⁻ é 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^6 e do íon Cl⁺ é 1s^2,2s^2,2p^6,3s^2,3p^4. Os números quânticos do elétron mais energético no átomo de Cloro são:
n = 3, l = 1, ml = 0, ms = +12

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