(Chang 2007) - Quais dos seguintes números quânticos (
e
) determinam (a) a energia de um elétron em um átomo de hidrogênio, (a) a energia de um elétrons em um átomo multi-eletrônico, (c) o tamanho de um orbital, (d) a orientação de um orbital no espaço, (e) o número máximo de elétrons em um dado orbital?
Passo 1
O enunciado nos dá os quatro números quânticos de um elétron em átomo: o principal
, o azimutal
, o magnético
e o de spin
. Precisamos associar cada propriedade abaixo ao(s) número(s) quântico(s) que a determinam:
a) energia em átomo de hidrogênio
b) energia em átomo multi-eletrônico
c) tamanho de um orbital
d) orientação de um orbital no espaço
e) número máximo de elétrons em um mesmo orbital
b) energia em átomo multi-eletrônico
c) tamanho de um orbital
d) orientação de um orbital no espaço
e) número máximo de elétrons em um mesmo orbital
Passo 2
Em átomo de hidrogênio (sistema de Coulomb puro) a energia de um nível estacionário só depende de
. Ou seja, como não há efeitos de penetração ou blindagem, todos os subníveis com mesmo
têm a mesma energia.
Passo 3
Em átomos multi-eletrônicos surgem diferenças de energia entre subníveis
devido à blindagem e penetração dos elétrons. Isso faz a energia depender de
e de
.
Passo 4
O tamanho médio (raio) de um orbital cresce principalmente com o número quântico principal
. Quanto maior
, maior a extensão radial do orbital.
Passo 5
A orientação espacial do orbital é dada pelo número quântico magnético
, que indica a componente
de momento angular e, portanto, a direção preferencial do lóbulo orbital.
Passo 6
Cada orbital definido por
pode abrigar dois elétrons, um com
e outro com
. Logo, o número máximo de elétrons é controlado pelo número quântico de spin
.
Resposta
a)
b) e
c)
d)
e)
b)
c)
d)
e)