No estado fundamental, os dois elétrons do hélio não podem apresentar o mesmo valor do número de spin. Justifique este fato.
Passo 1
Então, vamos direto ao ponto! A questão pede para justificar por que, no estado fundamental, os dois elétrons do hélio não podem ter o mesmo valor de número de spin. Vamos usar a Regra de Exclusão de Pauli, que faz parte da Mecânica Quântica, para entender isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que elétrons são partículas chamadas férmions, e uma propriedade importante deles é o spin, que pode ser +½ ou -½. O spin é como uma pequena rotação que o elétron tem em torno de seu próprio eixo.
Passo 3
A Regra de Exclusão de Pauli afirma que dois elétrons no mesmo átomo não podem ter os mesmos quatro números quânticos. Os números quânticos descrevem as propriedades e comportamentos dos elétrons nos átomos. Um desses números quânticos é o número de spin.
Passo 4
No átomo de hélio, que tem dois elétrons, no estado fundamental (ou seja, a configuração de energia mais baixa possível), ambos os elétrons ocupam a mesma nível de energia e o mesmo orbital. Segundo a regra de Pauli, como eles estão no mesmo orbital, eles devem diferir no número de spin.
Passo 5
Isso significa que, se um elétron tem spin +½, o outro deve ter spin -½. Se ambos tivessem o mesmo spin, isso violaria a Regra de Exclusão de Pauli, já que os quatro números quânticos seriam iguais para os dois elétrons.
Resposta
Portanto, no estado fundamental do hélio, os dois elétrons não podem ter o mesmo valor de número de spin devido à Regra de Exclusão de Pauli, que impede que dois elétrons ocupem o mesmo conjunto de números quânticos.