Para verificar a validade das configurações de números quânticos fornecidas, é necessário conhecer as regras e restrições associadas a cada número quântico:
- Número quântico principal (n): Pode assumir valores inteiros positivos (1, 2, 3, ...).
- Número quântico secundário ou azimutal (l): Pode assumir valores inteiros de 0 até n−1n-1
- n−1. Portanto, se n=2n = 2
- n=2, então ll
- l pode ser 0 ou 1.
- Número quântico magnético (m_l): Pode assumir valores inteiros de -l a +l. Portanto, se l=1l = 1
- l=1, então mlm_l
- ml
- pode ser -1, 0 ou +1.
- Número quântico de spin (m_s): Pode assumir valores de +1/2 ou -1/2.
Vamos analisar cada configuração proposta:
- n = 1; l = 0; m = -1; S = +1/2.
- Validação:
- n=1n = 1
- n=1 é válido.
- l=0l = 0
- l=0 é válido para n=1n = 1
- n=1.
- ml=−1m_l = -1
- ml
- =−1 não é válido porque mlm_l
- ml
- deve estar no intervalo de -l a +l, e para l=0l = 0
- l=0, mlm_l
- ml
- só pode ser 0.
- ms=+1/2m_s = +1/2
- ms
- =+1/2 é válido.
- Conclusão: Esta configuração é inválida devido ao valor incorreto de mlm_l
- ml
- .
- n = 2; l = 1; m = 3; S = -1/2.
- Validação:
- n=2n = 2
- n=2 é válido.
- l=1l = 1
- l=1 é válido para n=2n = 2
- n=2.
- ml=3m_l = 3
- ml
- =3 não é válido porque mlm_l
- ml
- deve estar no intervalo de -l a +l, e para l=1l = 1
- l=1, mlm_l
- ml
- deve ser -1, 0 ou +1.
- ms=−1/2m_s = -1/2
- ms
- =−1/2 é válido.
- Conclusão: Esta configuração é inválida devido ao valor incorreto de mlm_l
- ml
- .
- n = 2; l = 3; m = 0; S = -1/2.
- Validação:
- n=2n = 2
- n=2 é válido.
- l=3l = 3
- l=3 não é válido para n=2n = 2
- n=2, pois ll
- l deve ser 0 ou 1 para n=2n = 2
- n=2.
- ml=0m_l = 0
- ml
- =0 é válido para qualquer valor válido de ll
- l.
- ms=−1/2m_s = -1/2
- ms
- =−1/2 é válido.
- Conclusão: Esta configuração é inválida devido ao valor incorreto de ll
- l.
- n = 3; l = 0; m = 0; S = +1/2.
- Validação:
- n=3n = 3
- n=3 é válido.
- l=0l = 0
- l=0 é válido para n=3n = 3
- n=3.
- ml=0m_l = 0
- ml
- =0 é válido para l=0l = 0
- l=0.
- ms=+1/2m_s = +1/2
- ms
- =+1/2 é válido.
- Conclusão: Esta configuração é válida.
- n = 4; l = 1; m = -2; S = -1/2.
- Validação:
- n=4n = 4
- n=4 é válido.
- l=1l = 1
- l=1 é válido para n=4n = 4
- n=4.
- ml=−2m_l = -2
- ml
- =−2 não é válido porque mlm_l
- ml
- deve estar no intervalo de -l a +l, e para l=1l = 1
- l=1, mlm_l
- ml
- deve ser -1, 0 ou +1.
- ms=−1/2m_s = -1/2
- ms
- =−1/2 é válido.
- Conclusão: Esta configuração é inválida devido ao valor incorreto de mlm_l
- ml
- .
Portanto, a configuração correta de números quânticos é:
n = 3; l = 0; m = 0; S = +1/2.