Qual o conjunto de números quânticos para o elétron mais energético do átomo de ferro ( Z=26 )? O átomo é paramagnético ou diamagnético?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício está pedindo para a gente descobrir quais são os números quânticos do elétron mais energético no átomo de ferro (que tem número atômico Z=26). Além disso, precisamos dizer se esse átomo é paramagnético ou diamagnético.
Para resolver isso, vamos precisar saber:
  • Configuração eletrônica do ferro para identificar onde está o elétron mais energético.
  • Os números quânticos que descrevem esse elétron.
  • Entender o que torna um átomo paramagnético ou diamagnético, ou seja, verificar se ele tem elétrons desemparelhados.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que os elétrons em um átomo ocupam diferentes níveis de energia, organizados em camadas eletrônicas. A configuração eletrônica do ferro ( Z=26) nos ajuda a saber como esses elétrons estão distribuídos.
A configuração eletrônica do ferro é:
1s^2, 2s^2, 2p^6, 3s^2, 3p^6, 4s^2, 3d^6
Isso significa que o ferro tem 26 elétrons distribuídos nessas subcamadas.

Passo 3

Agora, vamos identificar o elétron mais energético. Observamos que a última subcamada preenchida é a 3d com 6 elétrons. Portanto, o elétron mais energético está na subcamada 3d.

Passo 4

Para determinar os números quânticos desse elétron, precisamos lembrar dos quatro números quânticos:
  1. Número quântico principal ( n): Indica o nível de energia principal. Aqui, n=3.
  2. Número quântico azimutal ( l): Relacionado à forma da subcamada. Para a subcamada d, l=2.
  3. Número quântico magnético ( ml): Indica a orientação da subcamada no espaço. Pode variar de -l a +l, ou seja, de -2 a +2. Vamos escolher ml=0 para simplicidade.
  4. Número quântico de spin ( ms): Pode ser +12 ou -12. Vamos escolher ms=+12.
Então, os números quânticos para o elétron mais energético no ferro são:
n = 3, l = 2, ml = 0, ms = +12

Passo 5

Agora, vamos determinar se o átomo de ferro é paramagnético ou diamagnético. Isso depende dos elétrons desemparelhados:
  • Paramagnético: Tem pelo menos um elétron desemparelhado.
  • Diamagnético: Todos os elétrons estão emparelhados.
Na configuração eletrônica do ferro ( 3d^6), vemos que há 6 elétrons na subcamada d. Como a subcamada d pode acomodar até 10 elétrons, e o ferro tem 6, isso significa que há elétrons desemparelhados.

Resposta

Os números quânticos do elétron mais energético no átomo de ferro ( Z=26) são:
n = 3, l = 2, ml = 0, ms = +12
Além disso, o átomo de ferro é paramagnético porque possui elétrons desemparelhados.

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