Em quais dos átomos a seguir o estado fundamental é desdobrado pela interação spin-órbita?
, Ga.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. A questão quer saber em quais dos seguintes átomos:
,
,
,
,
,
,
e
, o estado fundamental (ou seja, o estado de menor energia) é desdobrado pela interação spin-órbita. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a interação spin-órbita e como ela afeta os níveis de energia dos elétrons nos átomos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a interação spin-órbita. Essa interação ocorre entre o spin do elétron (uma propriedade intrínseca que pode ser pensada como uma espécie de “rotação” do elétron) e o seu movimento orbital ao redor do núcleo. Quando essa interação é significativa, ela pode dividir os níveis de energia dos elétrons, ou seja, desdobrar o estado fundamental.
Passo 3
Para que a interação spin-órbita desdobre o estado fundamental de um átomo, é necessário que o átomo tenha elétrons em orbitais com momento angular orbital (
) diferente de zero. Isso porque o spin-órbita interage com o momento angular orbital, e se
, essa interação não ocorre.
Passo 4
Vamos analisar a configuração eletrônica de cada átomo listado:
-
Lítio (
): [He] – Aqui, o elétron está em um orbital ( ), então não há desdobramento pelo spin-órbita. -
Boro (
): [He] – O elétron de valência está em um orbital ( ), então há possibilidade de desdobramento. -
Sódio (
): [Ne] – Elétron no orbital ( ), sem desdobramento. -
Alumínio (
): [Ne] – Elétron em orbital ( ), potencial para desdobramento. -
Potássio (
): [Ar] – Elétron no orbital ( ), sem desdobramento. -
Prata (
): [Kr] – Elétron na camada ( ), com desdobramento possível. -
Cobre (
): [Ar] – Elétron na camada ( ), com desdobramento possível. -
Gálio (
): [Ar] – Elétron em orbital ( ), com possibilidade de desdobramento.
Passo 5
Resumindo, os átomos que possuem elétrons em orbitais com
s��o aqueles que têm a possibilidade de ter seu estado fundamental desdobrado pela interação spin-órbita. Observamos que esses átomos são:
,
,
,
e
.
Resposta
Os átomos cujo estado fundamental é desdobrado pela interação spin-órbita são:
,
,
,
e
.