Represente o diagrama de energia dos orbitais atômicos para o átomo de hidrogênio.
Passo 1
O enunciado pede para desenhar o diagrama de energia dos orbitais atômicos do átomo de hidrogênio. O conteúdo da matéria é o modelo de Bohr/quantização das energias do elétron em torno do núcleo, em que cada nível principal
possui energia característica e degenerescência nos subníveis (orbitais)
.
Passo 2
Na mecânica quântica não relativística do átomo de hidrogênio, a energia de cada nível principal depende apenas de
e é dada por
onde
. Todos os orbitais com o mesmo
(por exemplo,
→
) têm exatamente a mesma energia (degenerescência).
Passo 3
Vamos calcular os valores numéricos aproximados para os três primeiros níveis:
O limite
corresponde à energia de ionização
.
Passo 4
Agora representamos graficamente esses níveis com linhas horizontais, indicando a degenerescência dos subníveis:
\vspace{1ex}
E eV (continuum,
)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –1,51 eV ( : 3s
p
d)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –3,40 eV ( : 2s
p)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –13,6 eV ( : 1s)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –1,51 eV (
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –3,40 eV (
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –13,6 eV (
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Resposta
E
eV (continuum,
)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –1,51 eV ( : 3s
p
d)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –3,40 eV ( : 2s
p)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –13,6 eV ( : 1s)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –1,51 eV (
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –3,40 eV (
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
E = –13,6 eV (