Um orbital tem números quânticos de
. Que tipo de orbital é esse?
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes números quânticos para um elétron:
,
,
,
. A pergunta é: que tipo de orbital é esse? (Ou seja: a que subnível/orbital pertence, qual a orientação indicada por
e qual é o spin indicado por
.)
Passo 2
Entendendo o número quântico principal
.
-
é um inteiro positivo que indica a camada/nível de energia principal do elétron (distância média ao núcleo e energia aproximada). - Valores permitidos:
. - Aqui
significa que o elétron está na quarta camada (nível de energia principal 4). - Informação adicional útil: o número de nós radiais (nodos radiais) de uma orbital hydrogenoide é dado por
. Para este caso isso vale , ou seja, a função de onda tem um nó radial.
Passo 3
Entendendo o número quântico azimutal
.
-
determina a forma do orbital (subnível) e pode assumir valores inteiros . - As letras convencionais ligadas a
são: s, p, d, f, etc. - Portanto, para
o subnível é o subnível d. - Combine com
para nomear o orbital em geral: isso dá o subnível (nível principal 4, subnível d). - Observação: o subnível d possui
orbitais com diferentes orientações (valores de ).
Passo 4
Entendendo o número quântico magnético
.
-
descreve a orientação espacial do orbital dentro do subnível e pode assumir os valores inteiros . - Para
os valores possíveis são — cinco orientações possíveis. - O valor dado
identifica qual das cinco orientações do subnível d estamos considerando. Em termos de momento angular, o componente do momento orbital vale
- O módulo do momento orbital é
Passo 5
Entendendo o número quântico de spin
.
- O elétron tem spin intrínseco com
. O componente do spin pode ser (spin “para cima”) ou (spin “para baixo”). - Aqui
significa que o elétron tem spin para baixo. Em termos de momento angular de spin:
Passo 6
Contexto prático e interpretação para uma prova (como usar isso rapidamente).
- Ao ver
já decore mentalmente: é um orbital do tipo d. Então combine com para escrever . - Ao ver
: isso só especifica uma das orientações possíveis do orbital (uma das cinco). Na maioria das questões isso basta para dizer "é o orbital com ". - Ao ver
: isso indica que o elétron tem spin para baixo; cada orbital (por exemplo um específico com dado ) pode comportar até dois elétrons, desde que tenham spins opostos.
Passo 7
Resumo final do que a combinação dada representa (prepare-se para responder direto na prova): o conjunto
,
,
,
descreve um elétron no subnível
, em uma das cinco orientações do orbital d (aquela com
), com spin para baixo (
). Vai dar tudo certo — relaxa e decora:
s,p,d,f.
Resposta
Orbital
(subnível d), orientação
, elétron com spin
.