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.
a) Determine a distribuição eletrônica desse átomo no estado fundamental.
b) Identifique os 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:
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
.
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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