Números quânticos

A localização de um elétron em um átomo é descrita por uma função de onda conhecida como orbital atômico. O modelo da mecânica quântica usa três números quânticos para descrever um orbital.

Sobre os números quânticos, assinale a alternativa INCORRETA.
a)À medida que o número quântico principal aumenta, é cada vez mais provável que o elétron seja encontrado distante do núcleo.
b)Dois elétrons no mesmo átomo necessariamente têm pelo menos um número quântico diferente.
c)O modelo atômico de Bohr introduziu o número quântico que descreve o formato do orbital.
d)Quando o número quântico principal é maior ou igual a 4, existem sete orbitais f equivalentes.

Spoiler:

Alguém pode explicar a última alternativa, por favor?

Cada subnível possui \( 2l + 1 \) orbitais e a energia associada ao subnível é quantificada por \( n + l\) .

Como o número de elétrons que cada nível comporta é \( 2n^2\), a partir de \( n \geq 4\), surge o subnível \(f\) que comporta 14 elétrons ( \( 2(2l + 1)\) ) equivalentes em energia, uma vez que o subnível \( 4f \) possui os números quânticos \(n =4 \ \land \ l = 3 \).

Esse assunto é um pouco complicado pra mim. 
Não sabia que a energia associada ao subnível era dada por n+l e nem estou conseguindo associar isso (e as outras coisas que você explicou) com a alternativa d (está um pouco confuso na minha cabeça).

Subníveis com n=4
4s2 l=0, n+l=4
4p6 l=1, n+l=5
4d10 l=2, n+l=6
4f14 l=3, n+l=7

Subníveis com n=5
5s2 l=0, n+l=5
5p6 l=1, n+l=6
5d10 l=2, n+l=7
5f14 l=3, n+l=8

"Quando o número quântico principal é maior ou igual a 4, existem sete orbitais f equivalentes." Ainda não faz sentido pra mim 

O assunto é insólito já que geralmente ocupa pouco espaço na carga horária do conteúdo programático das escolas, e por não transitar entre outras partes como a estequiometria, por exemplo, tratando-se de um assunto transversal na química do EM.

Confesso que resolvi esse problema (chegando a alternativa C) por saber que os postulados de Bohr sequer aventavam o termo "subnível". Mas ainda considero uma questão com problema sobretudo pelo emprego do termo "equivalentes". O enunciado haveria de ser mais específico com o que isso significa.

Bom, sigamos adiante com a complementação da minha resposta anterior.

A partir de \( n = 4 \), o subnível \( \mathrm{f} \) passa a existir para que os elétrons possam ser alocados. Para um \(n \geq  4\), temos que o subnível \( \mathrm{f} \) é dado por
\[
\underset{ n \mathrm{f}}{\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}\boxed{\phantom{\uparrow}\phantom{\uparrow}}}
\]
Não havendo distinção entre os 7 orbitais para qualquer que seja o referido \(n\), isto é, haverá 7 orbitais que serão preenchidos segundo o princípio de Hund (os elétrons ocupam orbitais vazios antes de emparelhar).

O termo "equivalentes" utilizado pelo autor do problema é estranhamente empregado, uma vez que os elétrons que eventualmente ocupassem esses orbitais teriam ao menos um número quântico distinto a depender o orbital de alocação (princípio de exclusão de Pauli). Mas, desconsiderando a análise dos número quânticos relativos aos elétrons ocupantes de cada orbital, podemos dizer que esses 7 orbitais do subnível \( n \mathrm{f}\) são equivalentes por não haver uma distinção entre eles, mas sim entre os elétrons que porventura os ocupassem.

Obrigada! ^^