Para cada item a seguir, avalie se a energia aumenta quando um elétron em um átomo de lítio sofre uma transição do orbital 2s para um orbital 2p.
(i) Energia do elétron
(ii) Valor de
(iii) Valor de
(iv) Raio do átomo.
Quais respostas seriam diferentes para um átomo de hidrogénio e de que forma seriam diferentes?
(i) Energia do elétron
(ii) Valor de
(iii) Valor de
(iv) Raio do átomo.
Quais respostas seriam diferentes para um átomo de hidrogénio e de que forma seriam diferentes?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício falando sobre o átomo de lítio e o que acontece quando um elétron passa do orbital 2s para o 2p. A gente vai precisar entender conceitos de energia dos elétrons, números quânticos principais (
) e angulares (
), além do raio atômico. Também vamos comparar isso com o átomo de hidrogênio. Vamos resolver isso passo a passo!
Passo 2
(i) Energia do elétron
Primeiro, vamos falar sobre a energia dos elétrons nos orbitais. Nos átomos, os elétrons ocupam níveis de energia diferentes. No átomo de lítio, o elétron está passando do orbital 2s para o 2p. Geralmente, dentro do mesmo nível principal (
), os orbitais com maior valor de
(ou seja, p) têm energia maior que os com menor
(s).
Então, ao ir de 2s para 2p, a energia do elétron aumenta porque está indo para um orbital com energia mais alta.
Passo 3
(ii) Valor de
O número quântico principal
indica o nível de energia principal do elétron. Tanto o orbital 2s quanto o 2p têm
. Isso significa que o valor de
não muda nessa transição.
Passo 4
(iii) Valor de
O número quântico angular
define a forma do orbital. Para o orbital s,
, e para o orbital p,
. Portanto, ao passar de 2s para 2p, o valor de
aumenta de 0 para 1.
Passo 5
(iv) Raio do átomo
O raio atômico é influenciado pela distribuição dos elétrons nos orbitais. Em geral, orbitais com mesmo
mas maior
tendem a ter eltraoeas que ficam mais afastadas do núcleo devido à maior energia. Então, ao passar de 2s para 2p, o raio do átomo aumenta levemente.
Passo 6
Diferenças para um átomo de hidrogênio
No átomo de hidrogênio, que tem apenas um elétron, a energia dos orbitais depende apenas do número quântico principal
. Isso significa que os orbitais 2s e 2p têm a mesma energia no hidrogênio. Além disso, o raio atômico para 2s e 2p no hidrogênio também é igual.
Então, ao contrário do lítio, no hidrogênio:
- Energia do elétron: Não aumenta ao passar de 2s para 2p.
- Valor de
: Continua igual. - Valor de
: Aumenta, mas não afeta a energia. - Raio do átomo: Não muda entre 2s e 2p.
Resposta
Resumindo, no átomo de lítio, ao um elétron passa de 2s para 2p:
- A energia do elétron aumenta.
- O valor de
permanece igual. - O valor de
aumenta. - O raio do átomo aumenta levemente.
No átomo de hidrogênio, a energia não aumenta nessa transição, já que os orbitais 2s e 2p têm a mesma energia.