) (Fatec-SP) Considere as afirmações abaixo.
I. em um subnível d há 7 orbitais;
II. em um subnível p há 3 orbitais;
III. em um orbital s cabem 2 elétrons;
IV. em um orbital p cabem 6 elétrons.
Quanto a tais afirmações:
a) apenas a Il é correta.
b) apenas a 1 e a II são corretas.
c) apenas a II e a III são corretas.
d) apenas a II, a III e a IV são corretas.
e) todas são corretas
I. em um subnível d há 7 orbitais;
II. em um subnível p há 3 orbitais;
III. em um orbital s cabem 2 elétrons;
IV. em um orbital p cabem 6 elétrons.
a) apenas a Il é correta.
b) apenas a 1 e a II são corretas.
c) apenas a II e a III são corretas.
d) apenas a II, a III e a IV são corretas.
e) todas são corretas
Passo 1
O enunciado apresenta quatro afirmações sobre ocupação de orbitais/subníveis e pede que identifiquemos quais são corretas. As afirmações são:
I. em um subnível d há orbitais;
II. em um subnível p há orbitais;
III. em um orbital s cabem elétrons;
IV. em um orbital p cabem elétrons.
I. em um subnível d há
II. em um subnível p há
III. em um orbital s cabem
IV. em um orbital p cabem
Precisamos dizer quais dessas afirmações são corretas e, com isso, escolher a alternativa correta entre as opções
a
.
Passo 2
Primeiro, vamos entender como contar quantos orbitais existem em um subnível. Existe uma fórmula simples para o número de orbitais de um subnível caracterizado pelo número quântico azimutal
:
Aqui
é um número inteiro que identifica o tipo do subnível: para os subníveis comuns usamos
para
,
para
,
para
e
para
. Agora aplicamos a fórmula aos casos relevantes:
- Para o subnível
temos . Então
Portanto o subnível
tem
orbitais, não
. Conclusão: a afirmação I está incorreta.
- Para o subnível
temos . Então
Portanto o subnível
tem
orbitais. Conclusão: a afirmação II está correta.
Passo 3
Agora vamos ver quantos elétrons cabem em cada orbital individual. Cada orbital pode conter no máximo dois elétrons porque o elétron tem propriedade de spin com dois valores possíveis, tipicamente representados por
e
. Assim,
Aplicando isso:
- Um orbital
é apenas um orbital (para , e ), e cada orbital comporta elétrons. Logo, em um orbital cabem exatamente elétrons. Conclusão: a afirmação III está correta.
Passo 4
Agora explique a afirmação IV: ela diz “em um orbital
cabem
elétrons”. Compare orbital versus subnível:
- Um único orbital
(cada um dos três disponíveis no subnível ) comporta no máximo elétrons (pela regra do spin que vimos). - O subnível
inteiro tem orbitais, então a capacidade total do subnível é
Ou seja,
elétrons cabem no subnível
(no conjunto dos três orbitais), mas NÃO em um único orbital
. Portanto a afirmação IV está incorreta.
Passo 5
Resumindo as conclusões:
- I: incorreta (
tem orbitais, não ). - II: correta (
tem orbitais). - III: correta (um orbital
comporta elétrons). - IV: incorreta (um orbital
comporta elétrons; o subnível todo comporta ).
Logo, apenas as afirmações II e III são corretas. A alternativa que corresponde a isso é a letra
.
Resposta
c)