Neste artigo, abordará sobre os números quânticos, como Número Quântico Principal, Número Quântico Azimutal, Número Quântico Magnético, Número Quântico Spin. E também as propriedades de um elétron em um átomo associado. Essas várias propriedades incluem nível de energia, forma, orientação e rotação. E por fim, exemplos e respostas.
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Introdução
Os números quânticos são usados para descrever os orbitais atômicos, regiões do espaço nas quais um elétron pode ser encontrado. A partir desses números, podemos determinar as diferentes propriedades dos elétrons em um orbital atômico.
O Número Quântico Principal (n)
O número quântico principal é responsável pela determinação da energia do elétron, do tamanho do orbital ocupado por ele e da distância do orbital ao núcleo. O nível de energia é representada pela letra n.
Os únicos valores permitidos de n são números inteiros começando em 1. Um valor n mais alto significa que o elétron associado está mais distante do núcleo. Por exemplo, um elétron com n = 1 estaria muito mais próximo do núcleo do que um elétron com n = 5. Também podemos dizer que um elétron com maior valor de n tem maior energia, pois com n mais alto, um elétron não sentirá a atração do núcleo carregado positivamente devido à sua maior distância. A carga negativa do elétron não é estabilizada, então o elétron é de maior energia.
Número Quântico Secundário ou Azimutal (ℓ)
Indica a energia do elétron no subnível. Entre os átomos conhecidos em seus estados fundamentais, ℓ varia de 0 a 3 e esses subníveis são representados pelos orbitais s, p, d, f. Cada um deles tem uma forma de orbital diferente. Um orbital s é esférico com o núcleo em seu centro. Um orbital p é em forma de haltere e quatro dos cinco orbitais d são em forma de trevo.
Número Quântico Magnético (m ou mℓ)
O número quântico magnético especifica a orientação permitida para uma nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem (designada pelo valor de ℓ). Dessa forma, este número quântico pode assumir valores inteiros de -ℓ, passando por zero, até +ℓ. Para os subníveis s, p d, f, temos:
O número de orbitais em cada subnível é dado pela equação (2 x ℓ + 1):
Número Quântico Spin (s ou ms)
O número quântico de spin indica a orientação do elétron ao redor do seu próprio eixo. Como existem apenas dois sentidos possíveis, esse número quântico assume apenas os valores -1/2 e +1/2. Cada orbital pode conter no máximo dois elétrons e, se totalmente preenchido, os elétrons não podem compartilhar a mesma direção de rotação.
Exemplos de Problemas:
Problema 1: Identifique o subnível no qual os elétrons com os seguintes números quânticos são encontrados:
a) n = 2, l = 1
b) n = 4, l = 2
c) n = 6, l = 0
a) 2p
b) 4d
c) 6s
Problema 2: Considerando as configurações eletrônicas terminadas com os seguintes orbitais indicados abaixo, descreva, para cada elétron presente, os números quânticos (n, l e ml) relacionados aos “estados” de energia de cada um. 3s1 5s1 4d1 3p1 5p1
Resposta:
3s1: n=3; l=0 e ml=0.
5s1: n=5; l=0, e ml=0.
4d1: n=4; l=2 e ml=-2.
3p1: n=3; l=1 e ml=-1.
5p1: n=5; l=1 e ml=-1.
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Química Geral