Quais dos seguintes conjuntos de números quânticos (citados na ordem: n, l, ml, ms ) são impossíveis para um elétron num átomo, no estado fundamental?
(a) 4,2,0,+1 / 2
(b) 3,3,-3,-1 / 2
© 2,0,+1,+1 / 2
(d) 4,3,0,+1 / 2
(e) 3,2,-2,-12.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente identificar quais desses conjuntos de números quânticos não são possíveis para um elétron no estado fundamental de um átomo. Vamos precisar entender o que cada número quântico representa e quais são seus valores válidos.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar os números quânticos:
  1. Número quântico principal ( n): Indica o nível de energia do elétron. Pode ser qualquer número inteiro positivo: n = 1, 2, 3, dots
  2. Número quântico azimutal ( l): Relaciona-se à forma da orbital. Para cada n, l pode variar de 0 até n-1. Ou seja, l = 0, 1, 2, dots, n-1
  3. Número quântico magnético ( ml): Indica a orientação da orbital no espaço. Para cada l, ml pode variar de -l até +l em passos de 1. Então, ml = -l, -l+1, dots, 0, dots, +l-1, +l
  4. Número quântico de spin ( ms): Representa o spin do elétron. Pode ser apenas +12 ou -12

Passo 3

Agora, vamos analisar cada alternativa e verificar se os números quânticos estão dentro dos valores permitidos.
(a) 4,2,0,+12
  • n = 4 → válido
  • l = 2 → como l < n, válido
  • ml = 0 → para l=2, ml pode ser -2, -1, 0, +1, +2 → válido
  • ms = +12 → válido
  • Conclusão: Válido
(b) 3,3,-3,-12
  • n = 3 → válido
  • l = 3 → para n=3, l pode ir até 2inválido
  • Conclusão: Inválido
© 2,0,+1,+12
  • n = 2 → válido
  • l = 0 → válido
  • ml = +1 → para l=0, ml só pode ser 0inválido
  • Conclusão: Inválido
(d) 4,3,0,+12
  • n = 4 → válido
  • l = 3 → para n=4, l pode ir até 3 → válido
  • ml = 0 → para l=3, ml pode ser -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 → válido
  • ms = +12 → válido
  • Conclusão: Válido
(e) 3,2,-2,-12
  • n = 3 → válido
  • l = 2 → para n=3, l pode ir até 2 → válido
  • ml = -2 → para l=2, ml pode ser -2, -1, 0, +1, +2 → válido
  • ms = -12 → válido
  • Conclusão: Válido

Resposta

As alternativas (b) 3,3,-3,-12 e © 2,0,+1,+12 contêm conjuntos de números quânticos impossíveis para um elétron no estado fundamental.

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