Quantos tipos de orbitais s existem? E Orbitais p? E quanto a diferença de energia entre os orbitais p de um mesmo nível eletrônico?

Passo 1

O enunciado pergunta: “Quantos tipos de orbitais s existem? E orbitais p? E qual é a diferença de energia entre os orbitais p de um mesmo nível eletrônico?”
Aqui vamos usar o conceito de números quânticos (principal n, azimutal \ell, magnético m_{\ell}) e a degenerescência dos orbitais em átomo hidrogenoide.

Passo 2

Para orbitais s temos \ell=0. O número quântico magnético m_{\ell} varia de -\ell a +\ell em passos de 1, ou seja
m_{\ell}=0
Só existe um valor de m_{\ell}, logo há exatamente um orbital s para cada nível n.

Passo 3

Para orbitais p temos \ell=1. Assim
m_{\ell}\in\{-1,\,0,\,+1\}
Isso gera três orbitais distintos, usualmente chamados de p_x, p_y e p_z.

Passo 4

Em um átomo hidrogenoide (sem considerar interação spin-órbita ou campo externo), a energia depende apenas de n, isto é
E_{n,\ell,m_{\ell}} = E_n
Logo todos os três orbitais p de um mesmo n são degenerados e têm a mesma energia. A diferença de energia entre eles é nula:
\Delta E = 0.

Resposta

– Número de orbitais s por nível: 1
– Número de orbitais p por nível: 3
– Diferença de energia entre os orbitais p do mesmo nível: \displaystyle 0

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