(EsPCEx - 2010)
Considere três átomos cujos símbolos são M, X e Z, e que estão nos seus estados fundamentais.
Os átomos M e Z são isótopos, isto é, pertencem ao mesmo elemento químico; os átomos X e Z são isóbaros e os átomos M e X são isótonos. Sabendo que o átomo M tem 23 prótons e número de massa 45 e que o átomo Z tem 20 nêutrons, então os números quânticos do elétron mais energético do átomo X são:
Observação:
Adote a convenção de que o primeiro elétron a ocupar um orbital possui o número quântico de spin igual a -1/2.
n = 3 ; l = 0 ; m = 2 ; s = -1/ 2.
n = 3 ; l = 2 ; m = 0 ; s = -1/2.
n = 3 ; l = 2 ; m = -2 ; s = -1/2.
n = 3 ; l = 2 ; m = -2 ; s = 1/2.
n = 4 ; l = 1 ; m = 0 ; s = -1/ 2.
Gabarito:
n = 3 ; l = 2 ; m = -2 ; s = -1/2.
Como M e Z são isótopos, então o número de prótons de Z e M é o mesmo: ZZ = ZM = 23
Como M e X são isótonos, então seus números de nêutrons são iguais: AM - ZM = AX - ZX (I)
Como X e Z são isóbaros, então seus números de massa são iguais: AX = AZ
O número de massa de Z é: AZ = NZ + ZZ = 20 + 23 = 43, então Ax = 43.
Substituindo os valores em (I), temos que:
AM - ZM = AX - ZX , então 45 - 23 = 43 - ZX, então ZX = 21
Sabendo o número atômico de X, podemos fazer distribuição eletrônica do elemento X. Teremos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Os orbitais mais energéticos são 3d1:
| ↑ |
|
O elétron mais energético é o último a ser colocado nos orbitais segundo a regra de Hund, ou seja, é o segundo elétron do primeiro orbital. Desse modo os números quânticos serão:
n = 3 (nível 3)
l = 2 (subnível d)
m = -2 (primeiro orbital)
s = -1/2 (primeiro elétron no orbital)