Considere um átomo cujo número atômico é 24 .
a) Determine a distribuição eletrônica desse átomo no estado fundamental.
b) Identifique os números quânticos ( e ) do último elétron adicionado na configuração eletrônica. Indique também qual é o significado de cada um destes números quânticos.
c) Explique como os números quânticos influenciam a forma e a orientação dos orbitais, mencionando especificamente o orbital onde o último elétron se encontra.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o átomo com número atômico 24. A questão envolve entender a distribuição eletrônica no estado fundamental e os números quânticos relacionados ao último elétron. Para isso, vamos precisar saber como os elétrons se organizam nas camadas e orbitais, além de entender o que cada número quântico representa.

Passo 2

Primeiro, precisamos determinar a distribuição eletrônica do átomo no estado fundamental. O número atômico 24 indica que há 24 elétrons no átomo. Para distribuir esses elétrons nas camadas e orbitais, usamos a ordem de preenchimento baseada nos níveis de energia.

Passo 3

Começamos preenchendo os níveis de energia na ordem crescente: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, etc. Cada subnível tem uma capacidade específica de elétrons:
  • s: 2 elétrons
  • p: 6 elétrons
  • d: 10 elétrons

Passo 4

Distribuindo os 24 elétrons:
  • 1s²: 2 elétrons
  • 2s²: 2 elétrons
  • 2p⁶: 6 elétrons
  • 3s²: 2 elétrons
  • 3p⁶: 6 elétrons
  • 4s²: 2 elétrons
  • 3d²: 2 elétrons

Passo 5

Então, a distribuição eletrônica no estado fundamental do átomo com número atômico 24 é:
²²²²

Passo 6

Agora, vamos identificar os números quânticos do último elétron adicionado, que está no subnível 3d. Os números quânticos são:
  • n (principal): Indica o nível de energia; aqui, n = 3.
  • l (azimutal): Determina a forma do orbital; para d, l = 2.
  • mₗ (magnético): Define a orientação do orbital; pode ser -2, -1, 0, 1, 2. Vamos considerar mₗ = 0.
  • mₛ (spin): Indica o spin do elétron; pode ser +½ ou -½. Vamos assumir mₛ = +½.

Passo 7

Por fim, os números quânticos influenciam a forma e a orientação dos orbitais. O número l define se o orbital é s, p, d, etc., afetando sua forma. O mₗ determina como esse orbital está orientado no espaço. No caso do orbital 3d onde está o último elétron, esses números quânticos indicam que é um orbital d com uma orientação específica, o que influencia diretamente na geometria do átomo e como ele interage com outros átomos.

Resposta

a) A distribuição eletrônica no estado fundamental é ²²²²².
b) Os números quânticos do último elétron são:
  • (nível de energia),
  • (tipo de orbital d),
  • (orientação do orbital),
  • (spin do elétron).
c) Os números quânticos determinam a forma (através de ) e a orientação (através de ) dos orbitais. No caso do orbital 3d, eles definem que o orbital é do tipo d com uma orientação específica no espaço, influenciando a geometria do átomo e suas interações químicas.

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