Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 1.1 - Ex. 61
Quantos elétrons podem ter os seguintes números quânticos em um átomo? (a) n = 2, l = 1; (b) n = 4, l = 2, ml = -2; (c) n = 2; (d) n = 3, l = 2, ml = +1.
Passo 1
Aqui a gente vai simplesmente precisar contar a quantidade máxima de elétrons que podem ter as configurações para números quânticos selecionados nos itens de (a) a (d). Pra chegar às respostas, precisamos das seguintes tabelas:
O número quântico principal não vai interferir na análise (quando ele não for o único dado), quem vai importar mais serão os números quânticos secundário, , e magnético, , nos casos em que estiver indicado.
Passo 2
(a)Sendo igual a 1, isso vai corresponder a uma subcamada do tipo p, que corresponde a orbitais p (dado da primeira tabela).
Em subcamadas do tipo p, temos sempre 3 orbitais p. Você lembra que cada orbital comporta no máxmo 2 elétrons – com spins paralelos. Logo, para esses números quânticos, teremos 6 elétrons que podem o possuir.
(b)Seguindo o mesmo raciocínio, pra = 2, vamos ter uma subcamada do tipo d, que contém 5 orbitais d, sempre. Em tese, poderíamos ter 10 elétrons com possibilidade de ter essa configuração.
Mas aí entra o número quântico magnético, , sendo igual a -2. Apenas um orbital d vai ter esse número quântico. Como cada orbital comporta no máximo 2 elétrons, vai haver apenas 2 elétrons possíveis com essa configuraç��o!
Passo 3
(c)Aqui, nossa única restrição é que avaliemos subcamadas e orbitais do nível 2 (ou 2º período). O diagrama de distribuição eletrônica relembra quantas subcamadas existem para esse período:
Então, para o nível n = 2, temos 2 subcamadas possíveis, sendo 2s e 2p. Subcamadas do tipo s têm (apenas) 1 orbital s, que comporta apenas 2 elétrons; subcamadas do tipo p têm 3 orbitais p, que comportam, ao todo, 6 elétrons.
No total, com essa configuração de números quânticos, teremos 8 elétrons com essa possível descirção.
(d)Assim como em b, pra = 2, vamos ter uma subcamada do tipo d, que contém 5 orbitais d. Com , novamente, vamos ter apenas 2 elétrons com essa possível descrição de números quânticos, pois só cabem 2 elétrons por orbital, no máximo.
Resposta
(a) 6 elétrons.
(b) 2 elétrons.
(c) 8 elétrons.
(d) 2 elétrons.