© Para o átomo de Hidrogênio, desenhar os orbitais 1 s, 2 s, 2 pz, 2 px e 2 py. Quê significam esses orbitais? Como seriam os orbitais para spins opostos? Explique.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre os orbitais do átomo de Hidrogênio. A gente vai falar sobre os diferentes tipos de orbitais ( 1s, 2s, 2pz, 2px, 2py), o que cada um significa e como ficam os orbitais quando os elétrons têm spins opostos. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre a estrutura atômica e a teoria dos orbitais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são orbitais. Os orbitais são regiões ao redor do núcleo do átomo onde existe uma alta probabilidade de encontrar um elétron. Eles são definidos por números quânticos que determinam a forma, o tamanho e a orientação desses orbitais no espaço.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre os orbitais específicos mencionados: 1s, 2s, 2pz, 2px e 2py.
  • Orbital 1s: É o orbital mais básico, mais próximo do núcleo. Tem formato esférico e pode abrigar até dois elétrons.
  • Orbital 2s: Também é esférico como o 1s, mas está em uma camada de energia mais alta, então é maior e tem uma região nodal onde a probabilidade de encontrar um elétron é zero.
  • Orbitais 2pz, 2px, 2py: Esses orbitais têm formato de halteres e estão alinhados nos eixos z, x e y, respectivamente. Cada um desses orbitais pode abrigar até dois elétrons, totalizando seis elétrons para os três orbitais p.

Passo 4

Os números e letras nos nomes dos orbitais indicam informações sobre a energia e a forma dos orbitais. O número (como 1 ou 2) representa o número quântico principal, que está relacionado à camada de energia. A letra ( s ou p) indica o tipo de orbital: s são esféricos e p são em forma de halteres.

Passo 5

Sobre os spins opostos, cada orbital pode conter dois elétrons, mas eles precisam ter spins diferentes para respeitar o princípio de exclusão de Pauli. Isso significa que, se um elétron tem spin “para cima” ( uparrow), o outro precisa ter spin “para baixo” ( downarrow). Visualmente, podemos imaginar que cada orbital tem dois “lugares” para os elétrons com spins opostos.

Resposta

Os orbitais 1s, 2s, 2pz, 2px e 2py do átomo de Hidrogênio representam diferentes regiões de probabilidade onde os elétrons podem ser encontrados, cada um com formas e energias específicas. Quando há dois elétrons em um mesmo orbital, eles possuem spins opostos, garantindo que não haja violação do princípio de exclusão de Pauli. Assim, cada orbital pode acomodar dois elétrons com spins uparrow e downarrow, mantendo a estabilidade da configuração eletrônica do átomo.

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