Qual(is) dos seguintes números quânticos listados na ordem
e
são impossíveis para um elétron em um átomo? Justifique sua resposta. (d)
.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um conjunto de números quânticos na ordem
e
que são
. A pergunta é: quais desses números são impossíveis para um elétron em um átomo? Para resolver isso, vamos precisar entender cada um desses números quânticos e as regras que eles seguem.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o número quântico principal
. Ele indica o nível de energia do elétron e pode ser qualquer número inteiro positivo:
e assim por diante. No nosso caso,
está certinho, pois é um número positivo válido.
Passo 3
Agora, vamos para o número quântico azimutal
. Esse número está relacionado à forma da órbita do elétron e pode assumir valores de
até
. Então, para
,
pode ser
ou
. No nosso exemplo,
, o que é perfeitamente válido.
Passo 4
Seguimos para o número quântico magnético
. Ele determina a orientação da órbita do elétron no espaço e pode variar de
a
, incluindo zero. Ou seja, para
,
pode ser
ou
. No caso dado,
, o que também está dentro do permitido.
Passo 5
Por último, temos o número quântico de spin
. Esse número descreve a direção do spin do elétron e só pode ter dois valores:
ou
. No nosso conjunto,
, e aí vem o problema. O valor
não é um valor permitido para o spin; ele deve ser
ou
.
Resposta
O número quântico de spin
é impossível para um elétron em um átomo, pois
só pode ser
ou
.