O que é um orbital atômico? Em que ele difere de uma órbita? Por que é util um diagrama de superficie limite na representacao de um orbital? Qual dos quatro numeros quanticos ( n, l, ml, ms ) determina a energia de um eletron em um atomo de hidrogenio e em um atomo?

Passo 1

O enunciado pergunta:
bul<=t O que é um orbital atômico e em que difere de uma órbita clássica?
bul<=t Por que usamos diagramas de superfície-limite para representá-lo?
bul<=t Qual(is) número(s) quântico(s) determina(m) a energia de um elétron num átomo de hidrogênio e num átomo polieletrônico?
Este problema envolve conceitos de mecânica quântica (função de onda, probabilidade de localização) e a interpretação dos quatro números quânticos n, l, ml, ms.

Passo 2

Definimos orbital atômico como a região do espaço onde a probabilidade de encontrar o elétron é significativa, obtida da função de onda psi(r,theta,phi) solução da equação de Schrödinger. Já a órbita é o conceito clássico de trajetória definida (como planeta ao redor do Sol), o qual não existe na mecânica quântica por não podermos conhecer simultaneamente posição e momento com precisão.

Passo 3

O diagrama de superfície-limite (ou isosuperfície) mostra a fronteira que envolve, por exemplo, 90 % da densidade eletrônica lvertpsirvert^2. Ele é útil porque ilustra de modo visual a forma, orientação e nodos do orbital sem ter de visualizar a função de onda completa em cada ponto do espaço.

Passo 4

No átomo de hidrogênio (sistema de um elétron), a energia de cada estado só depende do número quântico principal n, pois todos os orbitais com mesmo n são degenerados:
En = -RHn^2,

Passo 5

Em átomos multieletrônicos, a energia depende não só de n como também do número quântico secundário l, devido a efeitos de blindagem e penetração orbital. Os números ml e ms não influenciam a energia (a menos que se inclua campo magnético ou spin–órbita).

Resposta

Um orbital atômico é a região onde há alta probabilidade de encontrar o elétron, dada pela função de onda quântica, ao contrário de uma órbita clássica, que é um caminho definido. Usamos diagramas de superfície-limite para visualizar forma, orientação e nodos do orbital sem mapear lvertpsirvert^2 em todo lugar.
No átomo de hidrogênio, apenas n determina a energia do elétron.
Em átomos polieletrônicos, a energia depende de n e l.

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