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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.
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