Átomo de Hidrogênio
10- Explique, a partir dos números quânticos do átomo de Hidrogênio, por que a subcamada
pode possuir no máximo 2 elétrons, a subcamada
no máximo 6 , e a subcamada
no máximo 10 .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para explicar por que as subcamadas
,
e
do átomo de Hidrogênio podem ter no máximo 2, 6 e 10 elétrons, respectivamente. Para isso, vamos usar os números quânticos, que são como “códigos” que descrevem os elétrons nos átomos. Precisaremos entender os diferentes tipos de números quânticos e como eles determinam o número máximo de elétrons em cada subcamada.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o número quântico principal (
). Ele indica o nível de energia principal onde o elétron está localizado. Quanto maior o
, mais longe o elétron está do núcleo. Esse número também nos ajuda a identificar a subcamada em que o elétron se encontra.
Passo 3
Agora, vamos para o número quântico azimutal (
). Ele define a forma da subcamada e está relacionado ao tipo de subcamada:
-
corresponde à subcamada , -
à subcamada , -
à subcamada .
Cada valor de
determina quantos orbitais existem nessa subcamada.
Passo 4
O próximo é o número quântico magnético (
). Ele especifica quantos orbitais estão disponíveis em cada subcamada. A quantidade de orbitais é dada pela fórmula
:
- Para
( ): orbital, - Para
( ): orbitais, - Para
( ): orbitais.
Passo 5
Por fim, temos o número quântico de spin (
), que pode ser
ou
. Isso significa que cada orbital pode abrigar dois elétrons com spins opostos.
Passo 6
Agora, para encontrar o número máximo de elétrons em cada subcamada, multiplicamos o número de orbitais pela quantidade de elétrons que cada orbital pode ter:
Aplicando isso:
- Subcamada
: elétrons, - Subcamada
: elétrons, - Subcamada
: elétrons.
Resposta
Portanto, com base nos números quânticos, a subcamada
pode ter no máximo 2 elétrons, a subcamada
até 6 elétrons e a subcamada
até 10 elétrons.
Exercícios relacionados
9- A energia do oscilador harmônico linear é dada por
em que
é a massa da partícula em movimento harmônico simples e
é a freqüência da oscilação. (b) mostre que a energia mínima do oscilador é
, chamada energia do ponto zero. (Dica: encontre os mínimos da energia em relação a
)
Refaça os cálculos da seção
do livro-texto. Demonstre que quando uma fita condutora se move com velocidade v em um campo magnético B uniforme apresenta uma diferença de potencial V entre os lados da fita é
12- Considere o átomo de hidrogênio no estado excitado, com um elétron no orbital 5p. Liste todos os conjuntos possíveis de números quânticos
) para esse elétron;
Os conjuntos de números quânticos possíveis para um elétron em um orbital 5 p são tais que:
Os conjuntos de números quânticos possíveis para um elétron em um orbital 5 p são tais que:
19- As soluções do átomo de hidrogênio são caracterizadas por três números quânticos inteiros, cujos símbolos e denominações são,
- número quântico principal;
- número quântico azimutal;
- número quântico magnético. Escreva o significado físico destes 3 números quânticos.