Existencia de determinados orbitales en un determinado nivel energético

20.   

a)  De los siguientes estados electrónicos, razona cuáles no pueden existir: 2p, 2d, 4s, 5f y 1p.

b)  Justifica si están excitados o no los átomos a los que corresponden las siguientes configuraciones electrónicas:  .

a)  Recordamos que los valores que pueden tomar los tres números cuánticos que definen un orbital son:

Teniendo esto en cuenta no puede existir el orbital 2d, ya que para  el número cuántico secundario solo puede tomar los siguientes valores:  que se corresponden con el orbital s y el p (el orbital d se corresponde con ). Tampoco puede existir el orbital 1p porque para el primer nivel de energía, , el único valor del número cuántico secundario es  que se corresponde con un orbital s (el orbital p se corresponde con ).

b)  Para obtener la configuración electrónica en estado fundamental los electrones deben llenar los orbitales en orden creciente de energía. Así entonces, la primera configuración: , se corresponde con un estado excitado ya que el último electrón está en un orbital 2p que tiene más energía que el 2s, que está vacío. La segunda:  también se corresponde con un estado excitado ya que el electrón tiene más energía en el orbital 3p que en el 3s que aún no está completo. Por último, la tercera configuración electrónica:  sí se corresponde con una configuración en estado fundamental.