Question

Considerando-se um elemento X qualquer, que apresenta configuração eletrônica
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 7 , responda: a) Qual o seu número atômico? b) Qual seu elemento correspondente
na tabela periódica? c) Quantos elétrons possui na camada de valência? d) Qual o subnível mais
energético? e) Quais os números quânticos deste elemento?

Answer 1

O elemento químico cobalto (Co), que apresenta a distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7, tem número atômico 27, possui 2 elétrons em sua camada de valência, sendo o subnível mais energético o d. Seu elétron mais externo (o segundo elétron do subnível s, nível 4), apresenta os seguintes números quânticos:

Número quântico principal:  4

Número quântico secundário: 0 (subnível s do nível 4)

Número quântico magnético: 0

Número quântico de spin: +1/2

       

Vamos à explicação de cada item por tópicos

Número atômico

A distribuição dos elétrons por nível, subnível, por ordem crescente de energia obedece ao diagrama de Linus Pauling

Se um átomo é neutro, o número de elétrons (que no nosso caso é 27) é igual ao seu número de prótons, partículas positivas existentes no núcleo do átomo.

Como o número de prótons é o número atômico do átomo, então o número atômico é 27

Identificação do elemento

O elemento tem sua distribuição terminada em 4s2 3d7. Logo este elemento é de transição externa (grupos de 3 a 12 na tabela periódica) e pertence ao grupo 9 pois (2 + 7 = 9). Este elemento está na quarta linha ou período da tabela periódica pois ela é identificada pelo maior número da nossa distribuição eletrônica (no caso 4). Consultando a tabela periódica o encontro da quarta linha com a nona coluna nos dá o elemento cobalto de símbolo Co

Identificação do subnível mais energético

Sendo a distribuição por ordem crescente de energia, o último subnível é o mais energético, no caso o subnível d

Identificação dos números quânticos do elétron mais externo

O elétron mais externo encontra-se no nível mais externo (4). Logo este será o seu número quântico principal

O número quântico secundário é atribuído ao subnível onde está localizado o elétron mais externo de acordo com a tabela:

Nível quântico secundário          Subnível

0                                               s

1                                               p

2                                               d

3                                                f

Assim, como o elétron mais externo está localizado no subnível s, seu número quântico secundário será 0 (zero)

Cada subnível de energia contém um certo número de orbitais (regiões do espaço onde existe a máxima probabilidade de se encontrar um elétron) de acordo com a tabela abaixo, onde cada orbital comporta um máximo de 02 elétrons de sentidos de rotação diferentes (spin diferentes)

Subnível   Quantidade de orbitais   elétrons / orbital        total de elétrons

s                         1                                2                           2

p                         3                                2                           6

d                         5                                2                         10

f                         7                                 2                         14

Representando cada orbital por um quadrado e cada elétron por uma seta temos a figura em anexo onde o número quântico magnético de cada orbital está indicado. O primeiro elétron com a seta orientada de baixo para cima tem por convenção o número de spin -1/2 enquanto que o outro é + 1/2

Assim, o último elétron do subnível s terá:

Número quântico magnético 0

Número quântico de spin + 1/2