Questão 535699d4-36

Prova:CEDERJ 2016

Disciplina:Química

Assunto:Teoria Atômica: átomos e sua estrutura - número atômico, número de massa, isótopos, massa atômica, Transformações Químicas, Teoria Atômica: Modelo atômico de Dalton, Thomson, Rutherford, Rutherford-Bohr

Existem quatro números quânticos: número quântico principal; número quântico de momento angular ou azimutal (secundário); número quântico magnético e número quântico de spin. Esses quatro números quânticos, além de se complementarem, nos permitem fazer uma descrição completa dos elétrons nos átomos, pois eles representam o nível principal de energia do elétron, o subnível de energia, a orientação espacial da nuvem eletrônica e a orientação do próprio elétron na nuvem.
Considerando as informações, dentre as seguintes séries de números quânticos abaixo, aquela que descreve corretamente um elétron em um dado átomo é:

n = 4, l = 4, m_l = 3, m_s = + ½

n = 3, l = 2, m_l = - 3, m_s = - ½

n = 0, l = 0, m_l = 0, m_s = + ½

n = 3, l = 1, m_l = 0, m_s = - ½

Gabarito comentado

Talita Goulart Graduação e Mestrado em Engenharia Química pela UFRRJ, Doutoranda em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ, Professora de Química.

Como descrito no enunciado, existem quatro números quânticos que podem descrever os elétrons nos átomos:

● número quântico principal (n) - especifica o nível de energia ou “camada" que o elétron ocupa:

● número quântico de momento angular ou secundário ou azimutal (l) e número quântico magnético (m_l) - o l especifica o subnível de energia em que o elétron está, enquanto o m_l especifica a orientação dos orbitais no espaço, regiões em que há maior probabilidade de encontrar o elétron. Cada subnível de energia possui uma determinada quantidade de orbitais, sendo que cada orbital comporta, no máximo, 2 elétrons:

● número quântico de spin (m_s) – especifica a orientação do elétron quanto à sua rotação, podendo ser m_s= +1/2 ou m_s= -1/2. Dessa forma, existem no máximo 2 elétrons em um orbital e cada um apresenta um spin diferente.

Com base no exposto, observemos a análise das alternativas:

A) ERRADA – n = 4, l = 4, m_l = 3, m_s= + ½

Com o n = 4, como mostrado na primeira tabela acima, tem-se que esse elétron está no nível de energia N;
Não existe l = 4, ele só assume valores até 3, como mostrado na segunda tabela acima, pois só existem 4 subníveis de energia (s, p, d e f) e o valor de l começa no 0.
Dessa forma, essa não é uma descrição correta para um elétron de determinado átomo.

B) ERRADA – n = 3, l = 2, m_l = - 3, m_s = - ½

Com o n = 3, como mostrado na primeira tabela acima, tem-se que esse elétron está no nível de energia M;

Com o l = 2, como mostrado na segunda tabela acima, esse elétron se encontra no subnível de energia d;

Com o m_l = -3, como mostrado na segunda tabela acima, esse elétron precisaria estar no subnível de energia f e, portanto, não teria como apresentar um l = 2.

Logo, essa não é uma descrição correta para um elétron de determinado átomo.

C) ERRADA – n = 0, l = 0, m_l = 0, m_s = + ½

Não existe n = 0, uma vez que os níveis de energia começam em 1, como mostrado na tabela acima. Sendo assim, essa não é uma descrição correta para um elétron de determinado átomo.

D) CORRETA – n = 3, l = 1, m_l = 0, m_s= - ½
Com o n = 3, como mostrado na primeira tabela acima, tem-se que esse elétron está no nível de energia M;
Com o l = 1, como mostrado na segunda tabela acima, esse elétron está localizado no subnível de energia p;
Com o m_l = 0, como mostrado na segunda tabela acima, esse elétron se encontra num orbital que pode pertencer a qualquer subnível de energia, mas, como l = 1, ele se encontra num orbital do subnível p;
Com o m_s = -1/2, isso indica apenas o sentido de rotação do elétron, que, de acordo com os outros números quânticos se encontra no nível de energia M e subnível de energia p.

Portanto, essa alternativa está correta, pois é uma descrição possível para um elétron de determinado átomo.

Gabarito do Professor: Letra D.

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