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)
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
e
. 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 (
): Indica a camada ou nível de energia do elétron. Aqui, . - Número quântico azimutal (
): Relaciona-se com a forma do orbital e pode variar de a . - Número quântico magnético (
): Define a orientação do orbital no espaço e pode variar de a . - Número quântico de spin (
): Indica a direção do spin do elétron, que pode ser ou .
Passo 3
Com
, os possíveis valores para
são
. Isso corresponde aos subníveis:
-
(s) -
§ -
(d) -
(f)
Como
, precisamos ver para quais valores de
isso é válido. O
pode variar de
a
, então para
:
- Para
§: - Para
(d): - Para
(f):
Portanto,
é válido para
.
Passo 4
Agora, cada combinação de
corresponde a um orbital específico. E cada orbital pode acomodar dois elétrons com spins opostos (
e
).
Então, para cada valor de
onde
, temos um orbital que pode ter 2 elétrons.
Passo 5
Vamos listar os orbitais possíveis:
- Para
§: Orbital - Para
(d): Orbital - Para
(f): Orbital
Cada um desses orbitais pode ter até 2 elétrons.
Passo 6
Finalmente, somando os elétrons:
-
: 2 elétrons -
: 2 elétrons -
: 2 elétrons
Total máximo de elétrons =
elétrons.
Resposta
O número máximo de elétrons que pode ter com
e
é 6 elétrons, distribuídos nos orbitais
,
e
.
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e
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e
, respectivamente. Compare os valores e comente as diferenças.