Compare as formas e as energias dos orbitais nos seguintes pares:
1 s e 2 s
1 s e 2 s
Passo 1
O enunciado pede para comparar a forma geométrica e a energia dos orbitais atômicos 1s e 2s. Para isso, vamos usar os números quânticos principal
e azimutal
, bem como a expressão da energia em átomos hidrogenoides.
Passo 2
A forma dos orbitais é determinada pela parte radial da função de onda
.
Para temos
,
:
Para
– é uma função esférica (independe de
) e não possui nós radiais.
Para
temos
,
:
– também é esférico, mas possui um nó radial onde
, ou seja, há uma região de probabilidade nula a um certo
.
Passo 3
A energia dos orbitais num átomo hidrogenoide depende apenas de
:
Logo,
Como
, o orbital
está em energia maior (menos ligado) que o
. Em átomos multieletrônicos, o mesmo ranking se mantém:
é mais estável que
.
Resposta
O orbital
é esférico, sem nós radiais, e tem energia mais baixa
.
O orbital também é esférico, mas apresenta um nó radial, e tem energia mais alta
.
O orbital