Liste e dê o significado dos números quânticos necessários para especificar o estado de um elétron em um átomo hidrogenóide.
Passo 1
O enunciado pede para listar e explicar os números quânticos necessários para especificar completamente o estado de um elétron em um átomo hidrogenoide. O conteúdo envolve as soluções da equação de Schrödinger para potencial coulômbico esférico e a caracterização dos orbitais atômicos via quatro números quânticos.
Passo 2
Define-se o número quântico principal
. Ele indica o nível de energia do elétron e deriva da separação radial da equação de Schrödinger. Seus valores permitidos são
Quanto maior
, maior é a distância média do elétron ao núcleo e maior a energia (menos ligada).
Passo 3
Introduz-se o número quântico azimutal (ou orbital)
. Ele surge da parte angular da equação de Schrödinger e está associado ao módulo do momento angular orbital
. Os valores de
obedecem
e definem a forma do orbital (s para
, p para
, d para
, etc.).
Passo 4
Surge então o número quântico magnético orbital
. Ele descreve a orientação do momento angular orbital num campo externo (eixo
). Seus valores são
Cada valor de
corresponde a um subnível angular distinto.
Passo 5
Por fim, o número quântico de spin
caracteriza a projeção do spin intrínseco do elétron. Como o spin vale
, a projeção tem apenas duas possibilidades:
Ele não vem da parte espacial da equação de Schrödinger, mas é necessário para a estatística de Fermi-Dirac.