Qual dos parâmetros dados aumenta quando o elétron em um átomo multieletrônico faz a transição do orbital 2s para o orbital 2p?
(a) A energia do elétron.
(b) O valor de n .
(c) O valor de l .
(d) O raio do átomo.
(a) A energia do elétron.
(b) O valor de n .
(c) O valor de l .
(d) O raio do átomo.
Passo 1
O enunciado diz que um elétron em um átomo multieletrônico faz a transição do orbital
para o orbital
. Pergunta: qual dos parâmetros listados aumenta com essa transição? As alternativas são:
(a) A energia do elétron.
(b) O valor de .
(c) O valor de .
(d) O raio do átomo.
(a) A energia do elétron.
(b) O valor de
(c) O valor de
(d) O raio do átomo.
Passo 2
Entender o que significam
e
e quais são seus valores para os orbitais mencionados (aula rápida e prática).
-
O número quântico principal
indica a camada/nível de energia dominante (shell). Ele assume valores inteiros positivos: . Para os orbitais escritos como e o número é claramente em ambos os casos. Logo, o valor de não muda. Isso responde por que a alternativa (b) não aumenta. -
O número quântico azimutal (ou orbital)
determina a forma/subcamada (s, p, d, …). A correspondência é: - orbital
, - orbital
, - orbital
, e assim por diante.
No nosso caso: - para
tem-se , - para
tem-se .
Portantopassa de para : o valor de aumenta. Isso já indica que a alternativa (c) está correta em termos de números quânticos.
- orbital
Passo 3
Breve explicação sobre energia em átomos multieletrônicos (para entender a alternativa (a)):
- Em átomos multieletrônicos, efeitos de blindagem (shielding) e penetração fazem com que orbitais com o mesmo
mas diferente tenham energias diferentes. Em geral, orbitais penetram mais perto do núcleo e “sentem” maior carga nuclear efetiva do que orbitais do mesmo ; por isso, para muitos átomos multieletrônicos o orbital está mais fortemente ligado (menor energia) que o . Assim, ao passar de para a energia do elétron tipicamente aumenta (fica menos ligada). Logo, para átomos multieletrônicos a alternativa (a) normalmente também corresponde a um aumento de energia. Isso é uma explicação física — mas note que essa conclusão depende do comportamento típico em átomos com mais de um elétron (o enunciado já especificou “átomo multieletrônico”).
Passo 4
Comentário sobre o raio (alternativa (d)):
- O tamanho médio da distribuição eletrônica (raio efetivo) pode ser afetado pela penetração e blindagem. Em muitos casos multieletrônicos o orbital
é menos penetrante e tende a ter maior extensão radial média que o , de modo que o “raio efetivo” associado ao elétron pode aumentar no salto . Porém, o comportamento do raio é mais sutil e depende de definições (média radial, máxima da densidade, efeitos de outros elétrons). Portanto (d) não é uma garantia universal tão direta quanto a mudança de .
Passo 5
Conclusão e escolha: a única grande certeza matemática e direta, independente de detalhes do átomo, é que o número quântico orbital
aumenta quando se vai de
(
) a
(
). Embora a energia também tenda a aumentar em átomos multieletrônicos, a pergunta pediu qual parâmetro “aumenta” e a mudança de
é a resposta inequívoca. Portanto a alternativa correta é a (c).
Resposta
(c) O valor de
.