Dentre os conjuntos de números quânticos {n,ℓ,m,s} apresentados nas alternativas a seguir, um deles representa números quânticos NÃO permitidos para os elétrons da subcamada mais energética do Fe(II), um íon indispensável para a sustentação da vida dos mamíferos, pois está diretamente relacionado com a respiração desses animais. Esse conjunto descrito corresponde a:
a) {3, 2, 0, 1/2}
b) {3, 2, - 2, -1/2}
c) {3, 2, 2, 1/2}
d) {3, 2, - 3, 1/2}
e) {3, 2, 1, 1/2} Dado: Fe (Z=26)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para identificar qual conjunto de números quânticos n, ell, m, s não é permitido para os elétrons na subcamada mais energética do íon Fe(II). Para isso, vamos precisar entender sobre números quânticos, configuração eletrônica e as regras que determinam combinações permitidas desses números.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que são os números quânticos:
  1. Número quântico principal ( n): Indica o nível de energia do elétron. Valores possíveis: n = 1, 2, 3, dots
  2. Número quântico azimutal ( ell): Relacionado à forma da subcamada. Valores possíveis: ell = 0, 1, 2, dots, n-1, onde 0 = s, 1 = p, 2 = d, 3 = f.
  3. Número quântico magnético ( m): Indica a orientação da subcamada no espaço. Valores possíveis: m = -ell, -ell+1, dots, 0, dots, ell-1, ell.
  4. Número quântico de spin ( s): Representa a rotação do elétron. Valores possíveis: s = +12 ou s = -12.

Passo 3

Agora, vamos determinar a configuração eletrônica do Fe(II). O ferro (Fe) tem número atômico Z = 26, ou seja, 26 elétrons. O íon Fe(II) perdeu 2 elétrons, então tem 26 - 2 = 24 elétrons.
A configuração eletrônica do Fe é [Ar] 3d^6 4s^2. Para o Fe(II), removemos os elétrons da camada mais externa, que são os elétrons 4s. Então, a configuração do Fe(II) é [Ar] 3d^6.

Passo 4

A subcamada mais energética do Fe(II) é a subcamada 3d. Assim, os elétrons dessa subcamada têm os seguintes números quânticos:
  • n = 3 (nível de energia)
  • ell = 2 (subcamada d)
  • m pode variar de -2 a +2 ( m = -2, -1, 0, +1, +2)
  • s = pm12
Vamos analisar cada alternativa para ver qual delas possui um conjunto inválido:
a) 3, 2, 0, 12
  • n = 3, ell = 2 permitido, m = 0 está dentro do intervalo, s = 12 válido.
b) 3, 2, -2, -12
  • Tudo está dentro dos valores permitidos.
c) 3, 2, 2, 12
  • m = 2 é válido.
d) 3, 2, -3, 12
  • Aqui temos um problema! Para ell = 2, m pode ser -2, -1, 0, +1, +2. O valor m = -3 não é permitido.
e) 3, 2, 1, 12
  • Tudo está correto.

Resposta

A alternativa d) 3, 2, -3, 12 representa um conjunto de números quânticos NÃO permitido para os elétrons da subcamada mais energética do Fe(II).

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