Respuesta:
Para determinar cuántos y cuáles electrones son equivalentes en energía, primero necesitamos entender cómo se relacionan los números cuánticos. En el átomo de hidrógeno, el número cuántico principal (N) determina el nivel de energía del electrón, el número cuántico de momento angular (l) determina el subnivel de energía, el número cuántico magnético (m) determina la orientación del orbital, y el número cuántico de espín (s) especifica la dirección del espín del electrón.
1. **Electrones equivalentes en energía**: Los electrones que tienen los mismos valores de N, l y m son equivalentes en energía. Entonces, los electrones que tienen los mismos valores de (N, l, m) son equivalentes.
Veamos cuáles electrones tienen los mismos valores de (N, l, m):
- a) (2, 1, 1, 2): No tiene ningún electrón equivalente.
- b) (2, 1, -1, ½): No tiene ningún electrón equivalente.
- c) (3, 1, 1, -1/2): No tiene ningún electrón equivalente.
- d) (2,0,0,1): Equivale a e) (1,0,0,-1/2).
- e) (1,0,0,-1/2): Equivale a d) (2,0,0,1).
Por lo tanto, solo los electrones en los estados d) y e) son equivalentes en energía, y hay 2 electrones equivalentes en total.
2. **Estados excitados**: Un electrón está en un estado excitado si su valor de N es mayor que 1 (para el átomo de hidrógeno). Entonces, los estados excitados son aquellos con un valor de N mayor que 1:
- a) (2, 1, 1, 2): No está excitado.
- b) (2, 1, -1, ½): No está excitado.
- c) (3, 1, 1, -1/2): Está excitado.
- d) (2,0,0,1): No está excitado.
- e) (1,0,0,-1/2): No está excitado.
Por lo tanto, solo el estado c) corresponde a un estado excitado.
