Em quais dos átomos a seguir o estado fundamental é desdobrado pela interação spin-órbita: , ?

Passo 1

Então, o exercício está perguntando em quais dos átomos listados o estado fundamental sofre desdobramento devido à interação spin-órbita. A matéria envolvida aqui é a interação spin-órbita na estrutura dos átomos. Para resolver, vamos precisar entender como essa interação funciona e em quais situações ela tem um efeito significativo.

Passo 2

A interação spin-órbita acontece quando o spin do elétron (uma propriedade intrínseca que pode ser pensada como uma rotação) interage com o momento angular orbital (a maneira como o elétron “gira” ao redor do núcleo). Essa interação pode fazer com que os níveis de energia dos elétrons se dividam, ou seja, o estado fundamental do átomo pode se desdobrar em vários níveis de energia.

Passo 3

Para que a interação spin-órbita cause esse desdobramento, o elétron deve estar em um orbital com momento angular diferente de zero ( ). Vamos analisar cada átomo:
  • Li (Lítio): Configuração eletrônica . O elétron de valência está no orbital , onde . Sem momento angular orbital, a interação spin-órbita não causa desdobramento significativo.
  • B (Boro): Configuração eletrônica . O elétron de valência está no orbital , onde . Aqui, temos momento angular orbital, então a interação spin-órbita pode causar desdobramento.
  • Na (Sódio): Configuração eletrônica . O elétron de valência está no orbital , onde . Sem momento angular orbital significativo para a interação spin-órbita.
  • Al (Alumínio): Configuração eletrônica . O elétron de valência está no orbital , onde . Novamente, temos momento angular orbital, então a interação spin-órbita pode ocorrer.
  • K (Potássio): Configuração eletrônica . O elétron de valência está no orbital , onde . Sem momento angular orbital significativo para a interação spin-órbita.

Resposta

Os átomos que têm o estado fundamental desdobrado pela interação spin-órbita são o boro ( ) e o alumínio ( ).

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