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. 62
Quantos elétrons podem ter os seguintes números quânticos em um átomo? (a) n = 3, l = 1; (b) n = 5, l = 3, ml = -1; (c) n = 2, l = 1, ml = 0; (d) n = 7.
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 (a não ser quando ele 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 = 3, vamos ter uma subcamada do tipo f, que contém 7 orbitais f, sempre. Em tese, poderíamos ter 14 elétrons com possibilidade de ter essa configuração.
Mas aí entra o número quântico magnético, , sendo igual a -1. 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 configuração!
Passo 3
(c)Pra = 1, vamos ter uma subcamada do tipo p, que contém 3 orbitais p, sempre. Em tese, poderíamos ter 6 elétrons com possibilidade de ter essa configuração.
Mas aí entra de novo o número quântico magnético, . Apenas um orbital p vai ter esse número quântico. Como cada orbital comporta no máximo 2 elétrons, vai haver apenas 2 elétrons possíveis com essa configuração!
(d)Aqui, nossa única restrição é que avaliemos subcamadas e orbitais do nível 7 (ou 7º período). O diagrama de distribuição eletrônica relembra quantas subcamadas existem para esse período:
Então, para o nível n = 7, temos 2 subcamadas possíveis, sendo 7s e 7p. 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.
Resposta
(a) 6 elétrons.
(b) 2 elétrons.
(c) 2 elétrons.
(d) 8 elétrons.