25- Explique porquê a energia de um elétron do orbital é menor que a energia de um elétron no orbital , sendo que no primeiro caso o valor do número quanto é maior.

Passo 1

Vamos entender a questão: estamos comparando a energia de um elétron no orbital (com número quântico principal ) com a energia de um elétron no orbital (com ). Apesar de ser maior que , descobriremos por que a energia no é menor. Para resolver isso, vamos precisar dos conceitos de números quânticos, configuração eletrônica e energia dos orbitais.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o número quântico principal indica o nível de energia de um elétron. Em geral, quanto maior o , maior a energia do elétron. Mas isso é uma simplificação que se aplica principalmente a orbitais de mesma espécie.

Passo 3

No entanto, a energia real dos orbitais também depende do número quântico azimutal , que está relacionado à forma do orbital. O orbital tem , enquanto o tem . Orbitais com menor têm energia relativamente menor dentro do mesmo nível principal.

Passo 4

Além disso, estamos lidando com orbitais de diferentes níveis principais. O orbital está no nível e o está no nível . Mesmo que o tenha um número quântico principal maior, a energia do pode ser menor devido à maior penetração e menor blindagem, que afetam como o elétron é atraído pelo núcleo.

Passo 5

A penetração refere-se à capacidade do elétron de estar mais perto do núcleo, experienciando uma atração nuclear mais forte. O orbital tem maior penetração do que o , o que faz com que o elétron sinta uma atração mais forte do núcleo comparado ao elétron .

Passo 6

A blindagem é o efeito dos elétrons internos reduzindo a atração do núcleo sobre os elétrons externos. No caso dos orbitais e , o elétron está menos blindado que o , permitindo que ele tenha uma energia mais baixa.

Resposta

Portanto, mesmo com sendo maior que , a energia de um elétron no orbital é menor que no orbital devido à maior penetração e menor blindagem do orbital , o que resulta em uma atração mais forte pelo núcleo e, consequentemente, em uma energia mais baixa.

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