Escreva os valores dos 4 números quânticos para cada um dos elétrons do átomo de oxigênio e escândio no estado fundamental. Use primeiro os valores positivos de ms (número quântico do spin).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para escrever os valores dos 4 números quânticos para cada elétron dos átomos de oxigênio e escândio no estado fundamental. Os números quânticos que vamos usar são:
  1. Número quântico principal ( n): Indica a camada ou nível de energia do elétron.
  2. Número quântico azimutal ( l): Relaciona-se à forma da subcamada (s, p, d, f).
  3. Número quântico magnético ( ml): Determina a orientação da subcamada no espaço.
  4. Número quântico do spin ( ms): Indica a direção do spin do elétron, que pode ser +1/2 ou -1/2.
Vamos precisar saber a configuração eletrônica dos elementos para identificar os orbitais ocupados por cada elétron.

Passo 2

Primeiro, vamos ver a configuração eletrônica do oxigênio (O). O oxigênio tem número atômico 8, ou seja, 8 elétrons. Sua configuração eletrônica no estado fundamental é:
1s^2 , 2s^2 , 2p^4
Isso significa que os elétrons estão distribuídos nas camadas 1s, 2s e 2p.

Passo 3

Agora, vamos identificar os 4 números quânticos para cada um dos 8 elétrons do oxigênio. Lembrando que começaremos com os valores positivos de ms (+1/2).
  1. Primeiro elétron (1s):
    • n = 1
    • l = 0 (s)
    • ml = 0
    • ms = +12
  2. Segundo elétron (1s):
    • n = 1
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = -12
  3. Terceiro elétron (2s):
    • n = 2
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = +12
  4. Quarto elétron (2s):
    • n = 2
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = -12
  5. Quinto elétron (2p):
    • n = 2
    • l = 1 §
    • ml = -1
    • ms = +12
  6. Sexto elétron (2p):
    • n = 2
    • l = 1
    • ml = 0
    • ms = +12
  7. Sétimo elétron (2p):
    • n = 2
    • l = 1
    • ml = +1
    • ms = +12
  8. Oitavo elétron (2p):
    • n = 2
    • l = 1
    • ml = -1
    • ms = -12

Passo 4

Agora, vamos para o escândio (Sc). O escândio tem número atômico 21, ou seja, 21 elétrons. Sua configuração eletrônica no estado fundamental é:
1s^2 , 2s^2 , 2p^6 , 3s^2 , 3p^6 , 4s^2 , 3d^1
Isso significa que os elétrons estão distribuídos nas camadas 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s e 3d.

Passo 5

Vamos identificar os 4 números quânticos para cada um dos 21 elétrons do escândio, começando com os valores positivos de ms (+1/2).
  1. Elétrons 1 e 2 (1s):
    • n = 1
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = +12, -12
  2. Elétrons 3 e 4 (2s):
    • n = 2
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = +12, -12
  3. Elétrons 5 a 10 (2p):
    • n = 2
    • l = 1
    • ml = -1, 0, +1
    • ms = +12, -12 (cada orbital p pode ter dois spins)
  4. Elétrons 11 e 12 (3s):
    • n = 3
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = +12, -12
  5. Elétrons 13 a 18 (3p):
    • n = 3
    • l = 1
    • ml = -1, 0, +1
    • ms = +12, -12
  6. Elétrons 19 e 20 (4s):
    • n = 4
    • l = 0
    • ml = 0
    • ms = +12, -12
  7. Elétron 21 (3d):
    • n = 3
    • l = 2 (d)
    • ml = -2
    • ms = +12

Resposta

Os valores dos 4 números quânticos para cada elétron são os seguintes:
Oxigênio (O):
  1. n=1, l=0, ml=0, ms=+12
  2. n=1, l=0, ml=0, ms=-12
  3. n=2, l=0, ml=0, ms=+12
  4. n=2, l=0, ml=0, ms=-12
  5. n=2, l=1, ml=-1, ms=+12
  6. n=2, l=1, ml=0, ms=+12
  7. n=2, l=1, ml=+1, ms=+12
  8. n=2, l=1, ml=-1, ms=-12
Escândio (Sc):
  1. n=1, l=0, ml=0, ms=+12
  2. n=1, l=0, ml=0, ms=-12
  3. n=2, l=0, ml=0, ms=+12
  4. n=2, l=0, ml=0, ms=-12
  5. n=2, l=1, ml=-1, ms=+12
  6. n=2, l=1, ml=0, ms=+12
  7. n=2, l=1, ml=+1, ms=+12
  8. n=2, l=1, ml=-1, ms=-12
  9. n=2, l=1, ml=0, ms=-12
  10. n=2, l=1, ml=+1, ms=-12
  11. n=3, l=0, ml=0, ms=+12
  12. n=3, l=0, ml=0, ms=-12
  13. n=3, l=1, ml=-1, ms=+12
  14. n=3, l=1, ml=0, ms=+12
  15. n=3, l=1, ml=+1, ms=+12
  16. n=3, l=1, ml=-1, ms=-12
  17. n=3, l=1, ml=0, ms=-12
  18. n=3, l=1, ml=+1, ms=-12
  19. n=4, l=0, ml=0, ms=+12
  20. n=4, l=0, ml=0, ms=-12
  21. n=3, l=2, ml=-2, ms=+12

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