Um orbital atômico é descrito por três números quânticos: n, l. ml. Qual é a relação entre esses números quânticos e as características de um orbital atômico (tamanho, formato e orientação espacial)?
Passo 1
O enunciado pede para relacionar os três números quânticos de um orbital atômico — o número quântico principal
, o azimutal
e o magnético
— às três características fundamentais de um orbital: tamanho, forma e orientação espacial. Vamos ver, um a um, como cada número quântico atua.
Passo 2
O número quântico principal
está associado ao tamanho (e também à energia, em átomos de hidrogênio). À medida que aumentamos
, o raio médio do orbital cresce e ele se afasta mais do núcleo. Em termos de nós radiais, um orbital com número quântico
possui
nós esféricos.
Passo 3
O número quântico azimutal
determina a forma (geometria) do orbital. Seus valores vão de
até
, e cada valor de
corresponde a uma letra:
Cada tipo de orbital tem um padrão de distribuição de densidade eletrônica característico.
Passo 4
O número quântico magnético
define a orientação espacial do orbital dentro do mesmo subshell
. Ele varia de
até
, em inteiros. Por exemplo, para
(orbitais
), temos
que correspondem, respectivamente, aos orbitais
,
e
.
Passo 5
Resumindo a relação:
-
→ determina o tamanho (e energia aproximada) do orbital. -
→ determina a forma (tipo ). -
→ determina a orientação espacial do orbital no espaço.