Qual(is) dos seguintes números quânticos listados na ordem e são impossíveis para um elétron em um átomo? Justifique sua resposta. ©

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada na questão: a gente tem um conjunto de números quânticos na ordem , , e , e precisamos descobrir qual desses conjuntos não é possível para um elétron em um átomo. A matéria envolvida aqui são os números quânticos e as regras que determinam quais valores eles podem assumir. Vamos precisar entender o que cada número representa e quais são os limites de cada um para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender cada um desses números quânticos:
  • (número quântico principal): Representa o nível de energia do elétron e pode ser qualquer número inteiro positivo ( ).
  • (número quântico azimutal): Indica a forma da orbital e pode assumir valores inteiros de 0 até . Por exemplo, se , então pode ser 0 ou 1.
  • (número quântico magnético): Determina a orientação da orbital no espaço e pode variar de até , incluindo o zero. Ou seja, se , então pode ser -1, 0 ou +1.
  • (número quântico de spin): Representa a direção do spin do elétron e pode ser +1/2 ou -1/2.

Passo 3

Agora, vamos analisar o conjunto de números quânticos fornecido: .
  • : Isso está ok, já que pode ser qualquer número inteiro positivo.
  • : Também está dentro do permitido, porque para , pode ser 0 ou 1.
  • : Aqui é onde começa o problema. Como , o único valor possível para é 0, já que varia de a . Ou seja, quando , só pode ser 0.
  • : Esse valor está correto, pois o spin pode ser +1/2 ou -1/2.

Passo 4

Observamos que o número quântico está fora do intervalo permitido. Com , só pode ser 0, mas foi dado como +2, o que não é possível.

Resposta

O conjunto de números quânticos é impossível porque, com , o valor de só pode ser 0, mas foi dado como +2.

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