Em quais dos átomos a seguir o estado fundamental é desdobrado pela interação spin-órbita? Li, B, Na, Al, K, Ag, Cu, Ga.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. A questão quer saber em quais dos seguintes átomos: Li, B, Na, Al, K, Ag, Cu e Ga, 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 ( l) diferente de zero. Isso porque o spin-órbita interage com o momento angular orbital, e se l = 0, essa interação não ocorre.

Passo 4

Vamos analisar a configuração eletrônica de cada átomo listado:
  • Lítio ( Li): [He] 2s^1 – Aqui, o elétron está em um orbital s ( l=0), então não há desdobramento pelo spin-órbita.
  • Boro ( B): [He] 2s^2 2p^1 – O elétron de valência está em um orbital p ( l=1), então há possibilidade de desdobramento.
  • Sódio ( Na): [Ne] 3s^1 – Elétron no orbital s ( l=0), sem desdobramento.
  • Alumínio ( Al): [Ne] 3s^2 3p^1 – Elétron em orbital p ( l=1), potencial para desdobramento.
  • Potássio ( K): [Ar] 4s^1 – Elétron no orbital s ( l=0), sem desdobramento.
  • Prata ( Ag): [Kr] 4d^10 5s^1 – Elétron na camada d ( l=2), com desdobramento possível.
  • Cobre ( Cu): [Ar] 3d^10 4s^1 – Elétron na camada d ( l=2), com desdobramento possível.
  • Gálio ( Ga): [Ar] 3d^10 4s^2 4p^1 – Elétron em orbital p ( l=1), com possibilidade de desdobramento.

Passo 5

Resumindo, os átomos que possuem elétrons em orbitais com l neq 0 s��o aqueles que têm a possibilidade de ter seu estado fundamental desdobrado pela interação spin-órbita. Observamos que esses átomos são: B, Al, Ag, Cu e Ga.

Resposta

Os átomos cujo estado fundamental é desdobrado pela interação spin-órbita são: B, Al, Ag, Cu e Ga.

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