Qual o efeito que que associa o fato de os orbitais spdef de um mesmo nível de energia n não são mais degenerados em um átomo polieletrônico, sendo que a ordem de energia para átomos polieletrônicos é normalmente: ns ?

Passo 1

Beleza, o enunciado tá perguntando: “Por que, num átomo com vários elétrons, os orbitais de mesmo nível n (ou seja, ns, np, nd, nf) não têm mais a mesma energia (não são degenerados)? E qual é o nome desse efeito, já que a ordem normal de energia é ns < np < nd < nf?”
Aqui o conteúdo é estrutura eletrônica de átomos polieletrônicos, a ideia de carga nuclear efetiva, blindagem (screening) e penetração de orbital. Vamos precisar entender como a interação elétron–elétron faz cada orbital “sentir” menos ou mais a atração do núcleo.

Passo 2

Em átomo de hidrogênio (1 elétron) todos os orbitais de mesmo n têm a mesma energia porque não há repulsão eletrônica interna. Mas num átomo polieletrônico o cenário muda:
  1. Cada elétron “tampa” parte da carga positiva do núcleo dos elétrons mais externos, reduzindo a atração que esses externos sentem. Isso é o chamado efeito de blindagem ou screening.
  2. Orbitais diferentes têm formatos diferentes, então “penetram” o núcleo e a região ocupada por outros elétrons de maneiras diversas. Quanto mais penetra no núcleo, mais forte é a atração líquida que o elétron sente.
Para quantificar essa atração líquida usamos a carga nuclear efetiva
Zrm ef approx Z - S
onde
En approx -,13,6,eV,Zrm ef^2n^2 é a carga real do núcleo,
é o fator de blindagem (slateriano, por exemplo).
A energia aproximada de um orbital “hidrogenoide” com essa carga efetiva é
Como orbitais s têm maior penetração (chegam mais perto do núcleo), eles têm menor e, portanto, maior. Logo, é mais negativo (mais estável). Em seguida vêm os p, depois os d, depois os f, pois cada vez penetram menos e “veem” menos a carga nuclear.

Passo 3

Recapitulando e dando nome ao efeito:
  • A diferença de energia entre ns, np, nd, nf num átomo com elétrons múltiplos surge da combinação de blindagem (screening) e penetração de cada tipo orbital.
  • Esse conjunto de fenômenos recebe o nome de efeito de blindagem eletrônica (ou efeito de apantallamiento) e, de modo relacionado, fala-se também em efeito de penetração do orbital.

Resposta

O efeito responsável é o efeito de blindagem (screening), associado também ao efeito de penetração dos orbitais.

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