Segundo o modelo de camadas eletrônicas, quantos níveis de energia os átomos podem ter? e quantos subníveis? Quantos elétrons cabem em cada nível e subnível?
Passo 1
O enunciado pede, no modelo de camadas eletrônicas, (i) quantos níveis de energia um átomo pode ter, (ii) quantos subníveis existem e (iii) qual a capacidade máxima de elétrons em cada nível e em cada subnível. O conteúdo envolve a quantização do número quântico principal
, o número quântico secundário
e o Princípio de Exclusão de Pauli.
Passo 2
Cada nível de energia corresponde ao número quântico principal
Como
pode crescer sem limite, há infinitos níveis de energia.
Passo 3
Dentro de cada nível
aparece o número quântico azimutal
ou seja, o nível
possui exatamente
subníveis. Como
é ilimitado, o total de subníveis também é infinito.
Passo 4
Para calcular quantos elétrons cabem em um nível
, contamos todas as combinações de
. Para dado
:
-
varia em valores; - para cada
, varia em valores; - para cada orbital
, pode ser ( elétrons).
Logo a capacidade do nívelé
Passo 5
Num subnível de ordem
, há
orbitais e cada orbital suporta
elétrons. Assim, a capacidade de um subnível
é
Em particular:
e para
os subníveis seguiriam o mesmo padrão.
Resposta
- Níveis de energia: infinitos
. - Subníveis por nível
: subníveis , total infinito. - Elétrons por nível
: . - Elétrons por subnível
: (s: , p: , d: , f: , ···).