Em quais dos átomos a seguir o estado fundamental é desdobrado pela interação spin-órbita:
,
?
Passo 1
Então, o exercício está perguntando em quais dos átomos listados o estado fundamental sofre desdobramento devido à interação spin-órbita. A matéria envolvida aqui é a interação spin-órbita na estrutura dos átomos. Para resolver, vamos precisar entender como essa interação funciona e em quais situações ela tem um efeito significativo.
Passo 2
A interação spin-órbita acontece quando o spin do elétron (uma propriedade intrínseca que pode ser pensada como uma rotação) interage com o momento angular orbital (a maneira como o elétron “gira” ao redor do núcleo). Essa interação pode fazer com que os níveis de energia dos elétrons se dividam, ou seja, o estado fundamental do átomo pode se desdobrar em vários níveis de energia.
Passo 3
Para que a interação spin-órbita cause esse desdobramento, o elétron deve estar em um orbital com momento angular diferente de zero (
). Vamos analisar cada átomo:
-
Li (Lítio): Configuração eletrônica
. O elétron de valência está no orbital , onde . Sem momento angular orbital, a interação spin-órbita não causa desdobramento significativo. -
B (Boro): Configuração eletrônica
. O elétron de valência está no orbital , onde . Aqui, temos momento angular orbital, então a interação spin-órbita pode causar desdobramento. -
Na (Sódio): Configuração eletrônica
. O elétron de valência está no orbital , onde . Sem momento angular orbital significativo para a interação spin-órbita. -
Al (Alumínio): Configuração eletrônica
. O elétron de valência está no orbital , onde . Novamente, temos momento angular orbital, então a interação spin-órbita pode ocorrer. -
K (Potássio): Configuração eletrônica
. O elétron de valência está no orbital , onde . Sem momento angular orbital significativo para a interação spin-órbita.
Resposta
Os átomos que têm o estado fundamental desdobrado pela interação spin-órbita são o boro (
) e o alumínio (
).