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:
e) 33 .
e) 33 .
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que fala sobre os números quânticos do último elétron de um átomo neutro no estado fundamental. A questão nos dá esses números quânticos:
,
,
e
. Além disso, sabe-se que o número de massa do átomo é 84 e que o primeiro elétron a ocupar um orbital tem spin
. Queremos descobrir quantos nêutrons existem no núcleo desse átomo. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre números quânticos e como eles ajudam a determinar a estrutura do átomo.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que são esses números quânticos:
- Número quântico principal (
): Indica o nível de energia do elétron. Quanto maior o , mais longe o elétron está do núcleo. - Número quântico azimutal (
): Relaciona-se à forma do orbital. Para cada , pode variar de 0 até . - Número quântico magnético (
): Diz sobre a orientação do orbital no espaço. Para cada , vai de a . - Número quântico de spin (
): Indica a rotação do elétron, podendo ser ou .
No nosso caso, o último elétron tem
,
,
e
.
Passo 3
Agora, vamos descobrir em qual orbital esse elétron está. Com
e
, sabemos que ele está no orbital 4p (porque
corresponde ao subnível p). Cada subnível p pode ter até 6 elétrons, mas como estamos falando do último elétron, ele está adicionando ao total de elétrons do átomo.
Passo 4
Para achar o número atômico (
), que nos diz quantos prótons (e, por ser neutro, também elétrons) o átomo tem, precisamos entender a distribuição dos elétrons. Sabemos que o elétron está no orbital 4p, indicando que o elemento está na terceira coluna de blocos p do quarto período da tabela periódica.
Pelo fato de o último elétron estar no orbital 4p, podemos deduzir que o número atômico é 51 (já que 50 elétrons completam o n=4 d, e o próximo grupo p começa com 51).
Passo 5
Agora que temos o número atômico (
) e o número de massa (
), podemos encontrar o número de nêutrons (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
O número de nêutrons no núcleo desse átomo é 33.