A ilustração a seguir mostra o formato de um orbital ‘d’.
(a) Com base no formato apresentado, quantos orbitais ‘d’ ele poderia ser?
(b) Qual dos itens a seguir seria necessário saber para determinar qual dos orbitais ‘d’ ele representa:
I – A direção do eixo z;
II – A identidade do elemento;
III – O número de elétrons no orbital;
IV – As direções dos dois principais eixos;
Passo 1
A camisa do Jimmy Neutron existe e não nos deixa mentir. Os orbitais moleculares – principalmente no átomo de H – são ELÍPTICOS.
Isso significa que a proposta de Bohr estava correta, mas ainda precisava de alguns ajustes. Um deles é a condição de MOMENTO ANGULAR, que faz com que o elétron (no trajeto ao redor do núcleo) não possua uma trajetória exclusivamente circular.
Nesse caso, podemos associar, para cada orbital, em cada nível energético, uma função de onda extremamente complexa dividida em partes que representam:
→ A DISTÂNCIA DO ELÉTRON AO NÚCLEO (contabilizada mesmo em saltos quânticos).
→ O CAMINHO QUE ESSE ELÉTRON VAI PERCORRER (e como seria o modelo do desenho espacial desse trajeto).
Com essas duas informações em mente, podemos prosseguir como:
Passo 2
(a)
A forma do orbital desenhada representa os tipos de orbitais d vinculados aos PLANOS formados pelos eixos cartesianos dos resultados da função de onda relacionada ao orbital respectivo.
Ou seja, os orbitais que poderiam estar representados são:
→ dx² – y²; dxy; dzy; dxz
O único que não estaria representado nesse gráfico seria o orbital dz², relacionado ao gráfico de orbital de ‘l = 2’ rotacionado apenas em torno do eixo ‘z’.
(b)
No caso, independentemente da camada, a energia do orbital NÃO DEPENDE DE SUA FORMA / MOMENTO ANGULAR → resultado dos espectros de linha / saltos quânticos.
A identificação de um orbital só será possível de ser definido a partir de sua QUANTIDADE DE ENERGIA DISPONÍVEL em diferença aos demais orbitais existentes.
Essa energia será concedida:
→ No caso do ÁTOMO DE H – a partir da diferenciação do número quântico MAGNÉTICO;
→ NO CASO DE ÁTOMOS POLIELETRÔNICOS – a partir da diferenciação entre a QUANTIDADE DE ELÉTRONS PRESENTES NO ORBITAL;
Essa condição não pode ser associada à identidade do elemento, pois a mesma trata de uma informação NUCLEAR (número de prótons) e NÃO RELACIONA A QUANTIDADE TOTAL DISPONÍVEL DE ENERGIA EM ÍONS, POR EXEMPLO.
Resposta
(a) 4 → dx² – y²; dxy; dzy; dxz.
(b) Por manter ‘l = 2’ o orbital sempre será do tipo ‘d’. Sua diferenciação só será possível (no caso geral) de acordo com a QUANTIDADE DE ELÉTRONS PRESENTES NO ORBITAL.