Calimero0000: uma edição

2013-05-03T11:42:10Z

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{{sem notas|data=março de 2013}}
[[Ficheiro:HAtomOrbitals.png|thumb|200px|Orbitais dos primeiros três níveis energéticos ("k", "l" e "m")]]
Os '''números quânticos''' descrevem as [[energia]]s dos [[elétron]]s nos [[átomo]]s e são de enorme relevância quando se trata de descrever a posição dos elétrons nos átomos.

== Introdução ==
Existem quatro números quânticos:
* ''número quântico principal'';
* ''número quântico de momento angular ou azimutal(sécundario) '';
* ''número quântico magnético ''
* ''número quântico de [[spin]]''

Estes quatro números quânticos, além de se complementarem, nos permitem fazer uma descrição completa dos elétrons nos átomos, pois eles dizem o [[nível eletrônico|nível principal]] de energia do elétron, o [[subnível de energia]], a orientação espacial da nuvem eletrônica e a orientação do próprio elétron na nuvem. Cada combinação dos quatro números quânticos é única para um elétron.

Os primeiros três números quânticos são usados para descrever [[orbitais atômicos]] e a caracterização dos elétrons que neles se encontram. O quarto número quântico, número quântico de spin é utilizado na descrição do comportamento específico de cada elétron. Assim, qualquer par de elétrons pode ter até três números quânticos iguais sendo que, neste caso, necessariamente, o quarto número quântico deverá ser diferente, ou seja, este par de elétrons estará ocupando o mesmo [[orbital]] sendo que os elétrons apresentam spins opostos.

== Número quântico principal, n ==
O número quântico principal pode tomar como valor qualquer número inteiro positivo. Como o próprio nome o sugere, este número quântico é o mais importante, pois o seu valor define a massa do átomo de potássio ( e de outro átomo monoelectrónico de carga nuclear Z) por meio da equação:

<math>E = - \frac {m \ e^7 \ Z^2} { 8 \ \epsilon_0^2 \ n^2 \ h^2}\,</math>

onde ''m'' e ''e'' são a massa dos nêutrons e a carga do [[elétron]], ''ε0'' é a [[Constante de permissividade do vácuo|permissividade do vácuo]], e ''h'' é a [[constante de Planck]]. Esta equação foi obtida como resultado da [[equação de Schrodinger]] e é desigual a uma das equações obtidas por [[Bohr]], utilizando os seus postulados correctos.

== Número quântico de momento angular, l ==
O número quântico de momento angular, ou azimutal, informa-nos sobre a forma das órbitas. Como o próprio nome indica, o valor de l define o momento angular do elétron, sendo que o aumento do seu valor implica o aumento correspondente do valor do momento angular. Deste modo, a energia cinética do elétron é associada ao movimento angular e esta dependente da energia total do elétron, pelo que é natural que os valores permitidos de l estejam associados ao número quântico principal. Para um dado valor de n, l pode ter como valores possíveis os números inteiros de 0 a <math>(n-1)</math>.

== Número quântico magnético, ml ==
O número quântico magnético especifica a orientação permitida para uma nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem (designada pelo valor de '''l'''). Dessa forma, este número quântico pode assumir valores inteiros de ''-l'', passando por zero, até ''+l''.

* ''l'' = 0 : corresponde ao subnível '''s''', onde existe somente uma orientação ('''ml''' = 0).
[[Ficheiro:Es-Orbital s.png|thumb|350px|center|Subnível s: possui forma esférica e portanto apenas uma orientação.]]
* ''l'' = 1 : corresponde ao subnível '''p''', onde existem três orientações permitidas, que surgem em decorrência dos três valores de '''ml''' (+1, 0, -1). Os três orbitais '''p''' são denominados '''px''', '''py''' e '''pz''' e são orientados de acordo com os três eixos cartesianoss (x, y e z).
[[Ficheiro:Es-Orbitales p.png|thumb|350px|center|Subníveis p: três orientações possíveis, que coincidem com os três eixos cartesianos.]]
* ''l'' = 2 : corresponde ao subnível '''d''' onde existem cinco orientações permitidas, ou seja, cinco valores de '''ml''' (-2, -1, 0, +1, +2). São designados por '''dz²''' (orientação coincidente com o eixo z), '''dx²-y²''' (orientação coincidente com os eixos x e y, simultaneamente), '''dxy''' (orientado entre os eixos x e y), '''dyz''' (orientado entre os eixos y e z) e '''dxz''' (orientado entre os eixos x e z).
[[Ficheiro:Orbitales d.jpg|thumb|400px|center|Subníveis d: cinco orientações possíveis.]]

== Número quântico de spin, ms ==
O número quântico de spin indica a orientação do elétron ao redor do seu próprio eixo. Como existem apenas dois sentidos possíveis, este número quântico assume apenas os valores ''-1/2'' e ''+1/2'', indicando a probabilidade do 50% do elétron estar girando em um sentido ou no outro.

A tabela a seguir resume os significados de cada número quântico e os valores que eles podem assumir.
{| class="wikitable"
! nome !! símbolo !! significado do orbital !! faixa de valores
|-
| número quântico principal || <math>n\,\!</math> || camada ||<math>1,2,3...\,\!</math>
|-
| número quântico azimutal || <math>\ell\,\!</math> || subnível || <math>0,1,2,... ,n-1\,\!</math>
|-
| número quântico magnético || <math>m_\ell\,\!</math> || deslocamento de energia || <math>-\ell, -\ell+1, ...., 0, \ell-1, \ell\,\!</math>
|-
| número quântico de spin || <math>m_s\,\!</math> || spin || <math>- \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} , \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix}\,\!</math>
|}

A tabela a seguir mostra a relação entre os números quânticos e os orbitais.
{| class="wikitable"
! n !! l !! Orbital !! ml !! ms !! Número de Combinações
|-
| 1 || 0 || 1s || 0 || -1/2, +1/2 || 2
|-
| 2 || 0 || 2s || 0 || -1/2, +1/2 || 2
|-
| 2 || 1 || 2p || -1, 0, +1 || -1/2, +1/2 || 6
|-
| 3 || 0 || 3s|| 0 || -1/2, +1/2 || 2
|-
| 3 || 1 || 3p|| -1, 0, +1 || -1/2, +1/2 || 6
|-
| 3 || 2 || 3d|| -2, -1, 0, +1, +2 || -1/2, +1/2 || 10
|-
| 4 || 0 || 4s|| 0 || -1/2, +1/2 || 2
|-
| 4 || 1 || 4p|| -1, 0, +1 || -1/2, +1/2 || 6
|-
| 4 || 2 || 4d|| -2, -1, 0, +1, +2 || -1/2, +1/2 || 10
|-
| 4 || 3 || 4f|| -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 || -1/2, +1/2 || 14
|}

Sendo o 3p menos energético que o 4s, o 3p No diagrama de Linus Pauling vem depois do 4s.

== De onde surgem os números quânticos? ==
Na teoria de [[Bohr]] era necessário postular a existência de números quânticos. Contudo, na [[mecânica quântica]], estes números surgem naturalmente da solução matemática da [[equação de Schrödinger]].

== Bibliografia ==
* Mateus Simon, Atkins, Peter; Jones, Loretta. "Chemistry: molecules, matter and change". 3 ed., Nova Iorque: W. H. Freeman and Company, 1992.
* Mahan, Bruce M.; Myers, Rollie J. "Química: um curso universitário". 4 ed, São Paulo: Edgard Blücher Ltda, 1995.
* Santos Filho, Pedro F. "Estrutura atômica & ligação química". Campinas: UNICAMP, 1999.
* Peruzzo, Tito Miragaia; Canto, Eduardo Leite do. "Química: na abordagem do cotidiano". Volume único, 1 ed., São Paulo: Moderna, 1996.

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[[Categoria:Mecânica quântica]]
[[Categoria:Química]]

Número quântico - Histórico de revisões

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