Mecànica ondulatòria. Nombres quàntics 40 In d i c a ra o n a d ame n t q u i n e s d e l e s c omb i n a c i o n s d e n omb r e s q u à n t i c s s e g ü e n t s s ó n c o r r e c t e s i , e n e l s e u c a s, e l n om d e l ’ o r b i t a l q u e r e p r e s e n t e n e l s v a l o r s d e n i l , t amb é e l n omb r e mà x i m d ’ e l e c t r o n s q u e p o d e n a l l o t j a r e l s o r b i t a l s d e l s u b n i v e l l . a) n = 2, l = 0, ml = -1, ms = -1/2 b) n = 3, l = 2, ml = 1, ms = -1/2 c) n = 2, l = 1, ml = -1, ms = -1/2 d) n = 1, l = -1, ml = 0, ms = 1/2 e) n = 4, l = 3, ml = -2, ms = -1/2 41 E s c r i u l e s c omb i n a c i o n s d e n omb r e s q u à n t i c s c o r r e s p o n e n t s a l s 6 e l e c t r o n s d e l s u b n i v e l l 3 p. Solució: (3, 1, -1, +1/2); (3, 1, -1, -1/2); (3, 1, 0, +1/2); (3, 1, 0, -1/2); (3, 1, 1, +1/2); (3, 1, 1, -1/2) Configuració electrònica E X E M P L E R E S O LT 2 3 Escriu la configuració electrònica del bismut (neutre) en el seu estat fonamental (Z = 83). El nombre atòmic d’un element químic neutre indica el nombre d’electrons que té a l’escorça. El diagrama de Möller ajuda a col·locar els electrons segons l’ordre, de menys a més energia. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d105p6 6s2 4f145d106p3(6px 16py 16pz 1) Els tres electrons en els orbitals 6p tenen el mateix spin. Seguint el principi de màxima multiplicitat estan desaparellats i ocupen els tres orbitals. 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 2p6 3p6 4p6 5p6 6p3 3d10 4d10 5d10 4f14 1s2 42 Cons iderant l es conf i gurac ions e l ect ròniques de l s àtoms : A (1s2 2s22p6 3s1) i B (1s2 2s22p6 6p1) . Raona s i l es af i rmac ions següents són cer tes o fa l ses : a) A i B representen elements diferents. b) Cal energia per passar de A a B. c) Es necessita menys energia per arrencar un electró de B que de A. E X E M P L E R E S O LT 24 Ateses les configuracions electròniques: I) 1s2 3s1 II) 1s2 2s3 III) 1s2 2s22p6 3s23p5 IV) 1s2 2s22p x 22p y 02p z 0. Quina no compleix el principi d’exclusió de Pauli? Quina no compleix el principi de màxima multiplicitat de Hund? Troba la que, tot i estar permesa, conté electrons desaparellats. E l pr i nc i p i d’ exc l us i ó de Pau l i : «Dos e l ect rons d’un mate i x àtom no poden ten i r e l s quat re nombres quànt i cs i gua l s» . E l pr i nc i p i de Hund: «E l s e l ect rons que ent ren en orb i ta l s degenerat s ho fan ocupant -ne e l ma j or nombre poss i b l e» . No compleix el principi d’exclusió de Pauli. II: en cada orbital hi ha 2 electrons com a màxim. Un tercer electró faria repetir la tètrada d’algun dels electrons allotjats en 2s. No comp l e i x e l pr i nc i p i de màx ima mu l t i p l i c i tat de Hund. IV: una conf i gurac i ó cor recta ser i a : 1s2 2s22p x 12p y 12p z 0. Conté e l ect rons desapare l l at s. I: amb un e l ect ró desapare l l at en un orb i ta l 3s ( és una opc i ó permesa , encara que en un es tat exc i tat ) ) . I I I I: amb un e l ect ró desapare l l at en un orb i ta l 3pz. 43 Aplica el principi de Pauli i la regla de Hund en la descripció de les configuracions electròniques en estat fonamental del nitrogen (Z = 7) i del coure (Z = 29). Solució: N = 1s2 2s22p x 12p y 12p z 1; Cu = 1s2 2s22p6 3s23p6 4s13d10 44 A partir de l’element Z = 19. a) Escriu-ne la configuració electrònica en estat fonamental. b) Quins són els valors possibles que poden prendre els nombres quàntics del seu electró més extern en estat fonamental? c) Escriu una configuració electrònica de l’element en estat excitat. Solució: a) 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1; b) (4, 0, 0, -1/2) i (4, 0, 0, +1/2); c) 1s2 2s22p6 3s23p6 3d1 activitats finals 32
RkJQdWJsaXNoZXIy