O que é um orbital? Quantos orbitais há na camada com
?
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que é um orbital e para contarmos quantos orbitais existem na camada principal com número quântico principal
. Este conteúdo envolve a teoria de números quânticos atômicos e as propriedades das funções de onda eletrônicas.
Passo 2
Um orbital atômico é definido como uma região do espaço em torno do núcleo onde a densidade de probabilidade de se encontrar um elétron é significativa. Na mecânica quântica, cada orbital é associado a uma função de onda
que satisfaz a equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio ou aproximações mais refinadas em átomos polieletrônicos.
Passo 3
Os orbitais são caracterizados pelos três números quânticos: o número quântico principal
, o número quântico azimutal
e o número quântico magnético
. Para uma dada camada
, o número quântico azimutal varia conforme
e para cada valor de
o número quântico magnético assume os valores
Cada par
identifica um orbital.
Passo 4
O número de orbitais em cada subnível
é dado por
pois
percorre
valores distintos. Portanto, o total de orbitais na camada
é
Passo 5
Para
somamos os orbitais correspondentes a
:
Resposta
Existem
orbitais na camada com
.