Aplicações dos números quânticos:
Compare os subníveis 4 s e 3d em termos de energia. Justifique qual subnível será preenchido primeiro e explique com base nos números quânticos.

Passo 1

O enunciado pede pra comparar os subníveis 4s e 3d em termos de energia e dizer qual deles se preenche primeiro, usando conceitos de números quânticos (número principal n e azimutal l).

Passo 2

Pela regra de Aufbau (princípio de construção), a energia de um subnível cresce com a soma n + l. Se dois subníveis tiverem o mesmo valor de n + l, o de menor n é mais estável (menor energia).

Passo 3

Calculamos o critério n + l para cada subnível:
4s:\;n=4,\;l=0\quad\Longrightarrow\quad n+l=4+0=4,
3d:\;n=3,\;l=2\quad\Longrightarrow\quad n+l=3+2=5.
Como 4<5, o subnível 4s tem energia menor que o 3d.

Passo 4

Concluímos que o elétron preencherá primeiro o orbital 4s, pois ele é energeticamente mais favorável segundo a regra n+l. Só depois de completar (ou ocupar parcialmente) o 4s é que o 3d começa a receber elétrons.

Resposta

O subnível 4s tem energia menor que o 3d ( n+l de 4s é 4 e de 3d é 5), logo o 4s se preenche antes do 3d.

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