Relacione os números quânticos
e
com a estrutura eletrônica do átomo de hidrogênio.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para relacionar os números quânticos $ n $, $ l $ e $ m_l $ com a estrutura eletrônica do átomo de hidrogênio. Basicamente, vamos falar sobre como esses números ajudam a entender como os elétrons estão organizados nesse átomo. Para resolver isso, precisamos saber o que cada número quântico representa e como eles descrevem os níveis de energia, formas das órbitas e orientações espaciais dos elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o número quântico principal, $ n $. Esse número indica o nível de energia do elétron e está relacionado à distância média do elétron em relação ao núcleo. Quanto maior o $ n $, maior é a energia do elétron e mais longe ele está do núcleo. Em termos simples, $ n $ pode ser 1, 2, 3, etc., e cada valor corresponde a uma “camada” onde os elétrons podem estar.
Passo 3
Agora, o número quântico azimutal, $ l $. Esse número determina a forma da órbita do elétron e o tipo de subnível dentro de um nível de energia. Para cada valor de $ n $, $ l $ pode variar de 0 até $ n-1 $. Cada valor de $ l $ está associado a uma letra que representa o tipo de orbital: $ l = 0 $ é s, $ l = 1 $ é p, $ l = 2 $ é d, e assim por diante. No átomo de hidrogênio, que tem apenas um elétron, $ l $ ajuda a especificar exatamente onde o elétron está.
Passo 4
Por fim, o número quântico magnético, $ m_l $. Esse número define a orientação espacial da órbita do elétron em relação a um campo magnético externo. Para cada valor de $ l $, $ m_l $ pode variar de
a $ +l $, incluindo zero. Isso significa que, para um determinado tipo de orbital, existem várias orientações possíveis no espaço. No hidrogênio, isso nos ajuda a entender como o elétron pode estar disposto em diferentes direções ao redor do núcleo.
Resposta
Então, no átomo de hidrogênio, os números quânticos $ n $, $ l $ e $ m_l $ trabalham juntos para descrever completamente a estrutura eletrônica. $ n $ determina o nível de energia e a distância do elétron ao núcleo, $ l $ define a forma da órbita do elétron e o tipo de subnível (s, p, etc.), e $ m_l $ especifica a orientação espacial dessa órbita. Juntos, esses números quânticos nos dão uma imagem detalhada de onde o elétron está e como ele se comporta no átomo de hidrogênio.