5. Mecànica quàntica Les regles de relació entre nombres quàntics ens indiquen els grups de valors permesos. Aquests grups, juntament amb el tipus d’orbital , el nombre de cada orbital i el nombre màxim d’electrons que pot rebre cadascun , estan ref lectits en la taula següent: 14 Per a un àtom en el seu estat fonamental, raona sobre la veracitat o falsedat de les afirmacions següents: a) El nombre màxim d’electrons amb nombre quàntic n = 3 és 6. b) Al subnivell 2p només pot haver-hi 2 electrons. c) Si en els orbitals 3d se situen 6 electrons, no n’hi haurà cap desaparellat. 15 Prenent els grups de nombres quàntics següents, indica quins són possibles i quins no. a) (3, 2, -2, +1/2) b) (4, 0, 1, +1/2) c) (2, 2, -1, -1/2) d) (2, -1, 0, 0) 16 Escriu el valor dels nombres quàntics n, l i ml per als orbitals del subnivell 5d. Indica, de manera raonada, el nombre màxim d’electrons que el poden ocupar. A C T I V I T A T S E X E M P L E S R E S O LT S 1 4 I 1 5 14. Indica el màxim nombre d’electrons d’un àtom que poden tenir els nombres quàntics següents, assigna els restants i especifica els orbitals on poden trobar-se aquests electrons. a) n = 2; ms = +1/2. b) n = 3; l = 2. c) n = 4; l = 3; ml = -2. a) P er al nivell n = 2, el nombre màxim d’electrons és 8. En aquest cas només ens quedem amb els que tinguin ms = +1/2. La resposta és 4 electrons. Els nombres quàntics restants amb els seus orbitals corresponents són: n = 2, l = 0, ml = 0, ms = +1/2; orbital 2s n = 2, l = 1, ml = -1, ms = +1/2; orbital 2px n = 2, l = 1, ml = 0, ms = +1/2; orbital 2py n = 2, l = 1, ml = 1, ms = +1/2; orbital 2pz b) P er al nivell n = 3 i l = 2, que són els orbitals d, el nombre màxim d’electrons és 10. Els nombres quàntics restants amb els seus orbitals corresponents són: n = 3, l = 2, ml = -2, ms = -1/2 o +1/2; orbital 3d n = 3, l = 2, ml = -1, ms = -1/2 o +1/2; orbital 3d n = 3, l = 2, ml = 0, ms = -1/2 o +1/2; orbital 3d n = 3, l = 2, ml = 1, ms = -1/2 o +1/2; orbital 3d n = 3, l = 2, ml = 2, ms = -1/2 o +1/2; orbital 3d c) P er al nivell n = 4, l = 3 i ml = -2, es corresponen amb un dels orbitals f, el nombre màxim d’electrons és 2, un amb un spin +1/2 i un altre -1/2. Els nombres quàntics restants amb els seus orbitals corresponents són: n = 4, l = 3, ml = -2, ms = -1/2; orbital 4f n = 4, l = 3, ml = -2, ms = +1/2; orbital 4f 15. Indica, justificant la resposta, quines de les combinacions de nombres quàntics següents són impossibles per a un electró en un àtom. a) (4, 3, 2, 1) b) (4, 2, -2, +1/2) c) (1, 0, 0, 0) Els valors acceptats són: n = 1, 2, 3, …; l = 0, 1, …, (n - 1); ml = -l, …, 0, …l; ms = -1/2 i 1/2. Per tant: a) No és possible, perquè ms no pot ser 1. b) Sí que és possible. c) No és possible, perquè ms no pot ser 0. n l Tipus d’orbital m ms Nombre d’orbitals Nombre màxim d’electrons (2 n2) 1 0 1s 0 -1/2 o +1/2 1 2 2 0 2s 0 -1/2 o +1/2 1 2 1 2p -1, 0, 1 -1/2 o +1/2 3 6 3 0 3s 0 -1/2 o +1/2 1 2 1 3p -1, 0, 1 -1/2 o +1/2 3 6 2 3d -2, -1, 0, 1, 2 -1/2 o +1/2 5 10 4 0 4s 0 -1/2 o +1/2 1 2 1 4p -1, 0, 1 -1/2 o +1/2 3 6 2 4d -2, -1, 0, 1, 2 -1/2 o +1/2 5 10 3 4f -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 -1/2 o +1/2 7 14 26
RkJQdWJsaXNoZXIy