Não sei por onde começar

Um átomo neutro no estado fundamental apresenta 14 orbitais completamente preenchidos em seus níveis internos e, no último nível, um orbital completo, dois orbitais semipreenchidos e um orbital vazio. O número atômico do elemento é:

a) 26
b) 28
c) 30
d) 31
e) 32

Pensei que em números quânticos só houvesse o máximo de 7 orbitais, e a questão me traz 14. Como prosseguir?

Lucas Gonçalves
Lucas
perguntou há 8 meses

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3 respostas
Professor Álvaro Wang
Respondeu há 8 meses
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Boa tarde Lucas, tudo bom?

Boa pergunta, o estudo de orbitais é super difícil no ensino médio sem o auxílio de uma matemática e física mais hardcore pra ajudar.

O limite de 7 é de camadas, não conhecemos nenhum elemento que tenha mais, agora, concorda comigo que se temos no maximo 7 camadas, temos 1 orbital s na primeira, 1 s e 3 p na segunda,1 s, 3p 5d na terceira, 1s 3p 5d 7f na quarta, dai caimos pra 1s 3p 5d na quinta, 1s3 p na sexta e voltamos pra só 1s na setima, o que da um total de 'um monte de orbitais que não quero nem somar' total de orbitais. (lembra da regra de Hund, com as caixas que a gente preenche com eletrons, "hund" cada vez? Eu vou usar [] pra simbolizar cada caixa, que simboliza um orbital)

14 orbitais completos nos niveis internos significa
Camada 1s [+, +]
Camada 2s [+, +]
Camada 2p [+, +] [+, +] [+, +]
Camada 3s [+, +]
Camada 3p [+, +] [+, +] [+, +]
Camada 3d [+, +] [+, +] [+, +] [+, +] [+, +]
Agora a camada de valência (camada 4) tem 1 orbital completo, dois semi preenchidos e um vazio
Camada 4s [+, +] completas
Camada 4p [+] [+] [] 2 semi preenchidos e um vazio (conforme a regra de Hund, um eletron por vez em cada caixa).

Se eu não baguncei as contas, isso dá 32 eletrons (que eu simbolizei como +), e como ele diz que ta no estado neutro, é o mesmo que o número atomico.

Uff, essa foi pesada até pra mim, espero ter ajudado e bons estudos!

Professor Rogério Rossetti
Respondeu há 8 meses
Olá, Lucas
Subníveis e número de orbitais
s => 1 orbital com 2 elétrons
p => 3 orbitais totalizando 6 elétrons
d => 5 orbitais totalizando 10 elétrons
f => 7 orbitais totalizando 14 elétrons
Cada orbital terá no máximo 2 elétrons.
1s^2 => 1 orbital
2s^2 e 2p^6 => 4 orbitais
3s^2, 3p^6 e 3d^10 => 9 orbitais, total 14 orbitais completos
4s^2 => último nível com orbital completo
4p^2 => 2 orbitais semi-preenchidos e um vazio.

Somando os expoentes que representam o número de elétrons teremos 32 elétrons.
Professor Danilo S. Cruz
Respondeu há 8 meses
Como o prof. Álvaro bem explicou, há uma diferença entre orbitais e camadas. Uma maneira mais direta de resolver o problema seria contar o total de elétrons,. Em resumo, são 14 orbitais nos níveis internos com 2 elétrons cada; no último nível 1 orbital com 2 elétrons e 2 orbitais com 1 elétron cada (semipreenchidos). Então o total de elétrons é: 14 x 2 + 1 x 2 + 2 x 1 = 28 + 2 + 2 = 32. Como o átomo é neutro e em estado fundamental, o número atômico é igual ao número de elétrons, que é 32. (Só por curiosidade, o elemento em questão é o Germânio, Ge)

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