Por Kylene Arnold – Atualizado em 30 de agosto de 2022
Descrever os estados dos elétrons nos átomos pode ser um desafio. Sem uma terminologia precisa, abundam os mal-entendidos. Os físicos resolvem isso usando quatro números quânticos que identificam exclusivamente o orbital de cada elétron. Esses números também revelam quantos elétrons um átomo pode conter em sua camada externa ou de valência.
TL;DR
Para calcular a contagem total de elétrons para um determinado conjunto de números quânticos:1) Conte os orbitais totalmente ocupados abaixo do número quântico principal. 2) Adicione os elétrons nesses orbitais completos. 3) Adicione os elétrons em todas as subcamadas totalmente ocupadas até o número quântico angular. 4) Para o subnível final, adicione dois elétrons para cada valor de número quântico magnético permitido até o especificado. A soma é o número máximo de elétrons que o átomo pode conter.
1. Identifique orbitais completos abaixo do número quântico principal
O número quântico principal (n) informa quantas camadas são preenchidas antes da atual. Subtraia um de n para encontrar o número de camadas inferiores completamente preenchidas.
2. Conte elétrons nos orbitais completos
Cada camada pode conter um número máximo específico de elétrons:2 na primeira (n=1), 8 na segunda (n=2), 18 na terceira (n=3), 32 na quarta (n=4) e assim por diante. Some esses valores para todos os shells que estão totalmente ocupados.
3. Determine o Subshell a partir do Número Quântico Angular
O número quântico angular (l) designa o tipo de subcamada:0 =s, 1 =p, 2 =d, 3 =f. Por exemplo, l=1 corresponde a um subnível p.
4. Adicione elétrons de subcamadas totalmente ocupadas
Para cada subnível abaixo daquele indicado por l, adicione sua capacidade eletrônica máxima:s =2, p =6, d =10, f =14. Se l=1 (p), adicione 2 do subnível s. Se l=2 (d), adicione 2 de s e 6 de p, totalizando 8.
5. Combine elétrons de orbitais completos e subcamadas
Adicione os números das etapas 2 e 4. Isso fornece a contagem de elétrons até o último subnível totalmente ocupado do nível atual.
6. Avalie o número quântico magnético
O número quântico magnético (m) especifica a orientação dos orbitais dentro de um subnível. Varia de –l a +l. Para l=1, os valores m possíveis são –1, 0, +1.
7. Contar orientações até o valor m especificado
Liste todos os valores m permitidos em ordem crescente e conte quantos precedem ou são iguais ao m fornecido. Cada orientação pode conter dois elétrons (girar para cima e girar para baixo).
8. Adicione os elétrons restantes
Multiplique o número de orientações contadas por 2 e adicione ao total da etapa 5. O resultado é a contagem máxima de elétrons para o átomo descrito pelos números quânticos (n, l, m).
Exemplo:Para (n=4, l=1, m=0), existem 3 camadas totalmente preenchidas (28 elétrons) + 2 elétrons da subcamada s (total 30). Com l=1, os valores m possíveis são –1, 0, +1; até m =0, existem duas orientações, somando 4 elétrons. O átomo pode conter 34 elétrons no total.
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