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.
(a)
(b)
©
(d)
(e)
(a)
(b)
©
(d)
(e)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre números quânticos! A questão pede para determinar o número máximo de elétrons que podem ter certos conjuntos de números quânticos em um átomo e identificar em quais orbitais esses elétrons estariam. Para isso, vamos precisar entender os números quânticos principais (n), azimutais (l), magnéticos (ml) e de spin (ms). Vamos passo a passo para esclarecer tudo!
Passo 2
Parte (a)
,
Primeiro, temos o número quântico principal
, que indica que os elétrons estão no segundo nível de energia. O número quântico de spin
restringe o spin do elétron.
-
Número máximo de elétrons: Cada orbital pode ter até dois elétrons com spins opostos (
e ). Como aqui estamos fixando , cada orbital pode ter um elétron com esse spin específico. No nível , temos 4 orbitais (2s e 2p). Então, o número máximo é 4 elétrons. -
Orbitais: 2s e os três orbitais 2p.
Passo 3
Parte (b)
,
Aqui,
indica o quarto nível de energia, e
especifica a orienta��ão do orbital.
-
Número máximo de elétrons: Para
, estamos falando dos orbitais p, d e f que permitem valores. No nível , os tipos de orbitais são 4s, 4p, 4d e 4f. O valor pode existir em 4p, 4d e 4f. Cada um desses orbitais pode ter dois elétrons com spins opostos. Então, temos 1 orbital 4p, 1 orbital 4d e 1 orbital 4f com , totalizando 3 orbitais. Cada um pode ter 2 elétrons, então 6 elétrons no total. -
Orbitais: 4p, 4d e 4f com
.
Passo 4
Parte ©
,
Neste caso,
é o terceiro nível de energia e
corresponde ao tipo d de orbital.
-
Número máximo de elétrons: Para
(orbitais d), os valores de vão de -2 a +2, totalizando 5 orbitais d. Cada orbital pode ter 2 elétrons, então 10 elétrons no máximo. -
Orbitais: Todos os cinco orbitais 3d.
Passo 5
Parte (d)
,
,
Aqui,
é o segundo nível,
indica o orbital s, e
especifica o spin.
-
Número máximo de elétrons: Para
, só temos o orbital s. No nível , isso é o 2s. Com , apenas um elétron pode ocupar esse spin no orbital 2s. -
Orbitais: 2s com
.
Passo 6
Parte (e)
,
,
Neste último caso,
é o quarto nível,
corresponde ao tipo f de orbital, e
especifica a orientação.
-
Número máximo de elétrons: Para
(orbitais f), os valores de vão de -3 a +3. O valor é um dos sete possíveis. Cada orbital pode ter 2 elétrons com spins opostos. Portanto, apenas 2 elétrons podem ocupar o orbital 4f com . -
Orbitais: 4f com
.
Resposta
(a) 4 elétrons nos orbitais 2s e 2p;
(b) 6 elétrons nos orbitais 4p, 4d e 4f com
;
© 10 elétrons em todos os cinco orbitais 3d;
(d) 1 elétron no orbital 2s com
;
(e) 2 elétrons no orbital 4f com
.
Exercícios relacionados
Qual das seguintes transições eletrônicas em um átomo de hidrogênio poderia emitir fótons de maior energia? Justifique. Não é necessário fazer nenhum cálculo.
i) para
ii)
iii) para
iv) para
i)
ii)
iii)
iv)
O metanol
pode ser produzido pela reação de monóxido de carbono com o gás hidrogênio.
a- Escreva a reação balanceada.
b- Suponha que 365 g de CO sejam misturadas com 65 g de . Qual é o reagente limitante?
c- Qual a massa de metanol que pode ser produzida?
d- Depois de todo reagente limitante ser consumido, qual a massa do reagente em excesso que sobra?
a- Escreva a reação balanceada.
b- Suponha que 365 g de CO sejam misturadas com 65 g de
c- Qual a massa de metanol que pode ser produzida?
d- Depois de todo reagente limitante ser consumido, qual a massa do reagente em excesso que sobra?
A velocidade de um elétron emitido pela superficie de um metal iluminada por um fóton é de 6,
.
Determine o comprimento de onda do elétron emitido.
Determine o comprimento de onda do elétron emitido.
Faça um esboço da forma e orientação dos seguintes orbitais:
(a) 1 s , 2s e 3 s
(b) e 2 pz
© 3dxy, 3dxz, 3dyz, e
.
(a) 1 s , 2s e 3 s
(b)
© 3dxy, 3dxz, 3dyz,