Qual é o número máximo de elétrons em um átomo que pode ter os seguintes números quânticos? Especifique os orbitais nos quais os elétrons seriam encontrados. (b) n=4, ml=+1

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a pergunta está pedindo. A gente quer saber qual o número máximo de elétrons que um átomo pode ter com os números quânticos n=4 e ml=+1. Além disso, precisamos dizer em quais orbitais esses elétrons estariam. Para resolver isso, vamos usar conceitos de números quânticos e como eles definem os orbitais dos elétrons.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que cada número quântico representa:
  • Número quântico principal ( n): Indica a camada ou nível de energia do elétron. Aqui, n=4.
  • Número quântico azimutal ( l): Relaciona-se com a forma do orbital e pode variar de 0 a n-1.
  • Número quântico magnético ( ml): Define a orientação do orbital no espaço e pode variar de -l a +l.
  • Número quântico de spin ( ms): Indica a direção do spin do elétron, que pode ser +12 ou -12.

Passo 3

Com n=4, os possíveis valores para l são 0, 1, 2, 3. Isso corresponde aos subníveis:
  • l=0 (s)
  • l=1 §
  • l=2 (d)
  • l=3 (f)
Como ml=+1, precisamos ver para quais valores de l isso é válido. O ml pode variar de -l a +l, então para ml=+1:
  • Para l=1 §: ml= -1, 0, +1
  • Para l=2 (d): ml= -2, -1, 0, +1, +2
  • Para l=3 (f): ml= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
Portanto, ml=+1 é válido para l=1, 2, 3.

Passo 4

Agora, cada combinação de (n, l, ml) corresponde a um orbital específico. E cada orbital pode acomodar dois elétrons com spins opostos ( ms=+12 e ms=-12).
Então, para cada valor de l onde ml=+1, temos um orbital que pode ter 2 elétrons.

Passo 5

Vamos listar os orbitais possíveis:
  • Para l=1 §: Orbital 4p+1
  • Para l=2 (d): Orbital 4d+1
  • Para l=3 (f): Orbital 4f+1
Cada um desses orbitais pode ter até 2 elétrons.

Passo 6

Finalmente, somando os elétrons:
  • 4p+1: 2 elétrons
  • 4d+1: 2 elétrons
  • 4f+1: 2 elétrons
Total máximo de elétrons = 2 + 2 + 2 = 6 elétrons.

Resposta

O número máximo de elétrons que pode ter com n=4 e ml=+1 é 6 elétrons, distribuídos nos orbitais 4p+1, 4d+1 e 4f+1.

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