Mostre qual(ais) dos seguintes orbitais não pode(m) existir de acordo com a teoria quântica: , , 3f, e . Explique de maneira simples a sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício que lista alguns orbitais e pede para identificar quais deles não podem existir segundo a teoria quântica. A matéria que vamos usar aqui é sobre modelos atômicos e números quânticos, que nos ajudam a entender como os elétrons se organizam ao redor do núcleo do átomo. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre os números quânticos principais e secundários, que determinam os tipos de orbitais possíveis.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que cada orbital é identificado por dois números: o número quântico principal ( ) e o número quântico secundário ( ). O número indica o nível de energia do elétron e pode ser qualquer número inteiro positivo (1, 2, 3, …). Já o número define a forma do orbital e pode variar de 0 até .
Os tipos de orbitais são nomeados com letras:
  • → orbital s
  • → orbital p
  • → orbital d
  • → orbital f
  • E assim por diante.

Passo 3

Agora, vamos analisar cada orbital listado no exercício para ver se ele é possível de existir:
  1. :
    • (s)
    • Como pode ser de 0 até , é válido.
  2. :
    • (d)
    • Aqui, deveria ser no máximo . Portanto, não é permitido para .
  3. :
    • §
    • está dentro do permitido ( ). Válido.
  4. :
    • (f)
    • deveria ser no máximo . Então, não é permitido para .
  5. :
    • (f)
    • Aqui, pode ir até , então é válido.
  6. :
    • (s)
    • Válido, já que está dentro do permitido.

Passo 4

Resumindo a análise:
  • Orbitais Válidos: , , ,
  • Orbitais Inválidos: ,

Resposta

Os orbitais e não podem existir de acordo com a teoria quântica, porque para cada nível de energia , o número quântico secundário deve ser menor que . Portanto, não é permitido para e não é permitido para .

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Verifique se os átomos , e Zn são paramagnéticos ou diamagnéticos. Demonstre as respectivas configurações eletrônicas.
Qual o número máximo de orbitais que podem ser identificados em cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos? Quando explique o seu raciocínio.
(a)
(b)
©
(d)
Escreva a configuração eletrônica condensada e o conjunto de números quânticos do elétron mais energético, para os seguintes elementos, convencionado que o primeiro elétron a ocupar um orbital tenha .
a) Selênio,
b) Ródio,
c) Iodo
a) Qual pesquisador propôs essa afirmação?
b) A equação (1) proposta é válida para qualquer partícula? Explique.