O último elétron distribuido na configuração eletrônica de um átomo neutro, no estado fundamental, possui o seguinte conjunto de números quânticos:
e
. Sabendo-se que esse átomo possui número de massa igual a 84 e que, por convenção, o primeiro elétron a ocupar um orbital possui número quântico de spin igual a
, o número de nêutrons existentes no núcleo desse átomo é:
d) 45 .
d) 45 .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos dá informações sobre um átomo neutro com número de massa 84 e detalhes sobre a configuração eletrônica do último elétron. Nosso objetivo é descobrir quantos nêutrons tem no núcleo desse átomo. Para isso, vamos usar conceitos de número atômico, número de massa e como os elétrons estão distribuídos nas orbitais.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que o número de massa de um átomo é a soma do número de prótons (que é igual ao número de elétrons em um átomo neutro) e dos nêutrons. Ou seja:
Já que o átomo é neutro, número de prótons = número de elétrons.
Passo 3
Vamos descobrir o número de prótons olhando para a configuração eletrônica do último elétron. Os números quânticos nos dizem onde esse elétron está:
-
: É a camada de energia. -
: Tipo do orbital, onde significa orbital . -
: Orientação do orbital. -
: Spin do elétron.
Sabemos que cada orbital
pode acomodar até 6 elétrons (3 orbitais, 2 elétrons cada um com spins opostos).
Passo 4
O enunciado também menciona que o primeiro elétron a ocupar um orbital tem spin
e o último tem
. Isso sugere que cada orbital
está completamente preenchido com 2 elétrons (um com spin para baixo e outro para cima).
Passo 5
Portanto, se o último elétron está no orbital 4p e esse orbital está completamente preenchido, significa que temos 6 elétrons nessa camada 4. Mas para encontrar o número total de elétrons, precisaríamos saber mais sobre as camadas anteriores. Porém, como o número de massa é 84 e estamos focando nos nêutrons, vamos simplificar.
Passo 6
Sabendo que o número de massa é 84 e que o número de prótons (igual ao número de elétrons) mais os nêutrons resultam em 84, podemos usar a fórmula:
Passo 7
Para encontrar o número de prótons, precisamos identificar o elemento. Com base no número de massa e na configuração eletrônica, podemos concluir que o número de prótons é 39 (já que
).
Resposta
O átomo possui 45 nêutrons no núcleo.