Sabendo que os quatro números quânticos do elétron mais energético de um elemento químico, no estado fundamental, são
, qual o número atômico deste elemento?
Passo 1
Vamos lá! A questão nos dá os quatro números quânticos de um elétron mais energético de um elemento químico no estado fundamental:
,
,
,
. Queremos descobrir qual é o número atômico desse elemento. Para resolver isso, vamos usar conceitos de configuração eletrônica e números quânticos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada número quântico representa:
- n (número principal): Indica a camada eletrônica. Aqui,
, então estamos falando da quinta camada. - l (número quântico azimutal): Determina o tipo de subcamada (s, p, d, f). Com
, a subcamada é p. - m (número magnético): Indica a orientação da subcamada no espaço. Com
, significa que estamos falando de um dos orbitais p disponíveis. - s (número quântico de spin): Representa a rotação do elétron. Aqui,
.
Passo 3
Sabendo que o elétron está na subcamada p da quinta camada, vamos construir a configuração eletrônica até esse ponto. As subcamadas se preenchem na ordem crescente de energia: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, etc.
Passo 4
Vamos contar os elétrons em cada subcamada até chegar à subcamada 5p:
- 1s: 2 elétrons
- 2s: 2 elétrons
- 2p: 6 elétrons
- 3s: 2 elétrons
- 3p: 6 elétrons
- 4s: 2 elétrons
- 3d: 10 elétrons
- 4p: 6 elétrons
- 5s: 2 elétrons
- 4d: 10 elétrons
- 5p: Aqui está o elétron mais energético que temos dados.
Passo 5
Somando todos esses elétrons:
2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 6 + 2 + 10 = 48 elétrons até o final da subcamada 4d. Agora, adicionamos os elétrons da subcamada 5p. A subcamada p pode ter até 6 elétrons, mas como estamos falando do elétron mais energético, significa que ele é o último adicionado. Portanto, temos 6 elétrons na 5p.
2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 6 + 2 + 10 = 48 elétrons até o final da subcamada 4d. Agora, adicionamos os elétrons da subcamada 5p. A subcamada p pode ter até 6 elétrons, mas como estamos falando do elétron mais energético, significa que ele é o último adicionado. Portanto, temos 6 elétrons na 5p.
Passo 6
Total de elétrons: 48 + 6 = 54 elétrons. O número atômico é igual ao número de prótons, que em um átomo neutro é igual ao número de elétrons. Portanto, o número atômico é 54.
Resposta
O número atômico do elemento é 54.