Indique os números quânticos do elétron diferencial de um átomo no estado fundamental dos elementos S; Ni e Ca.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício! A gente precisa identificar os números quânticos do elétron diferencial (aquele que está na camada mais externa) de três elementos no estado fundamental: Enxofre (S), Níquel (Ni) e Cálcio (Ca). Para isso, vamos usar a teoria dos números quânticos, que nos ajuda a descrever as propriedades dos elétrons nos átomos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender quais são os números quânticos que precisamos identificar para cada elétron:
  1. Número quântico principal ( ): Indica a camada ou nível de energia do elétron.
  2. Número quântico azimutal ( ): Relaciona-se ao subnível de energia (s, p, d, f).
  3. Número quântico magnético ( ): Determina a orientação do orbital no espaço.
  4. Número quântico de spin ( ): Indica a direção do spin do elétron, que pode ser ou .

Passo 3

Vamos começar com o Enxofre (S).
  • Enxofre (S) tem 16 elétrons.
  • Configuração eletrônica no estado fundamental:
  • O elétron diferencial está no subnível .
Então, para o elétron diferencial de S:
  • (terceira camada)
  • (subnível p)
  • pode ser , ou . Vamos considerar para simplificar.
  • ou . Vamos escolher .

Passo 4

Agora, vamos para o Níquel (Ni).
  • Níquel (Ni) tem 28 elétrons.
  • Configuração eletrônica no estado fundamental:
  • O elétron diferencial está no subnível .
Então, para o elétron diferencial de Ni:
  • (terceira camada)
  • (subnível d)
  • pode variar de a . Vamos considerar .
  • ou . Vamos escolher .

Passo 5

Por último, vamos ao Cálcio (Ca).
  • Cálcio (Ca) tem 20 elétrons.
  • Configuração eletrônica no estado fundamental:
  • O elétron diferencial está no subnível .
Então, para o elétron diferencial de Ca:
  • (quarta camada)
  • (subnível s)
  • (já que para , sempre é 0)
  • ou . Vamos escolher .

Resposta

Os números quânticos dos elétrons diferenciais no estado fundamental são:
  • Sulfur (S):
  • Níquel (Ni):
  • Cálcio (Ca):

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Explique qual é a interpretação física dos números quânticos que surgem da resolução da equação de Schrödinger e do quarto número quântico que descreve o elétron no átomo. O que diz o princípio da exclusão de Pauli sobre esses números quânticos?
b) Determine o valor da energia de rede para o sólido iônico citado. Para isso, considere os dados apresentados no quadro abaixo.
Espécie Química Dado Experimental
1a
Óxido de alumínio (s)
A ciência evolui constantemente. No que tange a estrutura interna da matéria muito foi descoberto no século passado. Sabemos, por exemplo, que o elétron é capaz de interagir com um campo magnético, apresentando, portanto, um número quântico para descrever esse estado, o número quântico de spin.
Imagine que tenha sido demonstrado que o elétron possa assumir 4 números quânticos de spin e , representados, respectivamente, por . Considere ainda que tenha sido convencionado que o primeiro elétron de um orbital apresentará , seguido de e finalmente .
a) Considerando as informações do enunciado e que os outros 3 números quânticos são descritos conforme o modelo atual, DESCREVA como ficaria a distribuição eletrônica para o iodo.
Qual das opções abaixo apresenta a comparação ERRADA relativa aos raios de átomos e de íons?
(a) raio do raio do Na .
(b) raio do raio do .
© raio do raio do .
(d) raio do raio do .
(e) raio do raio do .