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Exercícios sobre números quânticos

Exercícios de Química

Os números quânticos são códigos matemáticos associados à energia do elétron. São quatro os números quânticos: principal (n), secundário (ℓ), magnético (m) e spin. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

Coloque no esquema abaixo, que representa determinado subnível, um total de 7 elétrons:

Orbitais

Indique os quatro números quânticos do último elétron colocado, sabendo que esse subnível é da camada M.

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questão 2

Indique quais são os números quânticos que representam o elétron assinalado abaixo e que está situado no subnível 4f.

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questão 3

Indique qual é o conjunto dos quatro números quânticos do elétron mais energético do átomo do elemento Ferro (Z = 26).

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questão 4

(Ufac) Um elétron localiza-se na camada “2” e subnível “p” quando apresenta os seguintes valores de números quânticos:

a)      n = 4 e ℓ= 0

b)      n = 2 e ℓ= 1

c)      n = 2 e ℓ= 2

d)      n = 3 e ℓ= 1

e)      n = 2 e ℓ= 0

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questão 5

(UECE) Considere três átomos A, B e C. Os átomos A e C são isótopos, B e C são isóbaros e A e B sãoisótonos. Sabendo-se que A tem 20 prótons e número de massa 41 e que o átomo C tem 22 nêutrons, os números quânticos do elétron mais energético do átomo B são:

a)      n = 3; ℓ = 0, m= 2; s = -1/2

b)      n = 3; ℓ = 2, m= -2; s = -1/2

c)      n = 3; ℓ = 2, m= 0; s = -1/2

d)      n = 3; ℓ = 2, m= -1; s = 1/2

e)      n = 4; ℓ = 0, m= 0; s = -1/2

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questão 6

(UFPI) Indique a alternativa que representa um conjunto de números quânticos permitido:

a)      n = 3; ℓ = 0, m= 1; s = +1/2

b)      n = 3; ℓ = 4, m= 1; s = +1/2

c)       n = 3; ℓ = 3, m= 0; s = +1/2

d)      n = 3; ℓ = 2, m= 1; s = +1/2

e)      n = 4; ℓ = 0, m= 3; s = -1/2

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respostas
Questão 1

n = 3; ℓ= 2; m = -1;s = +1/2.

Visto que é da camada M (3º nível de energia), seu número principal será → n = 3.

A representação é do subnível d, pois possui 5 orbitais (representados pelos quadrados), portanto, seu número secundário é  → ℓ= 2.

A ordem de colocação dos sete elétrons no subnível obedece à regra de Hund (os números escritos na figura abaixo indicam a ordem de “entrada” dos elétrons):

Portanto, o último elétron possui número quântico magnético igual a →m = -1;

Como a seta está para baixo, e pela convenção feita, o número quântico do spin é →s = +1/2.

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Questão 2

Número quântico principal: n = 4

Número quântico secundário:ℓ = 3

Número quântico magnético: m = -3

Número quântico de spin: s = -1/2

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Questão 3

n = 3; ℓ= 2; m = -2;s = +1/2.

Primeiramente realizamos a sua distribuição eletrônica no diagrama de Pauling:

O último subnível preenchido foi o 3d; portanto, ele possui o número quântico principal igual a n = 3 e o secundário é ℓ = 2. Para descobrir o número quântico magnético e o do spin é preciso fazer a representação gráfica abaixo:

Com isso, o número quântico magnético é m = -2e o do spin é s = +1/2.

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Questão 4

Alternativa “b”

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Questão 5

Alternativa “b”

Se A tem 20 prótons, C também tem, pois eles são isótopos. Além disso, A tem número de massa 41:

2041A  B  20C

Se C tem 22 nêutrons, então seu número de massa será igual a 22 + 20 = 42:

2041A  B  2042C

Se B e C são isóbaros, quer dizer que seus números de massa são iguais:

2041A  42B  2042C

A e B são isótonos, o que significa que possuem a mesma quantidade de nêutrons. Levando em conta que a quantidade de nêutrons do átomo A é 41 -20 = 21 e, que, portanto, B também possui 21 nêutrons, podemos descobrir a quantidade de prótons do B:

42 – 21 = 21 → 2041A  2142B  2042C

Assim, o número atômico de B é 21. Com essa informação, podemos fazer a distribuição eletrônica de B e responder a questão:

O elétron mais energético está na camada M (3ª), por isso o número quântico principal é n = 3. O último subnível preenchido foi o d, assim, o número quântico secundário é ℓ = 2.

Para descobrir os outros números quânticos, fazemos a representação:

Assim, o número quântico magnético é m = -2; e o do spin é s = -1/2.

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Questão 6

Alternativa “d”

a)      Não pode ser, porque se n = 3 e  ℓ = 0 isso significa que o elétron em questão está no subnível 3s, portanto o único valor possível para m é 0, e não 1.

b)      O valor máximo permitido para o ℓ é 3, não existe ℓ = 4.

c)       Se n = 3 e ℓ = 3, isso quer dizer que o subnível teria que ser 3 f, e esse subnível não existe.

d)      Correta.

e)      Se n = 4 e ℓ = 0, então o subnível é o 4s, e o único valor para m seria 0, e não pode ser 3.

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