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 n
(iii) Valor de l
(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 ( n) e angulares ( l), 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 ( n=2), os orbitais com maior valor de l (ou seja, p) têm energia maior que os com menor l (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 n
O número quântico principal n indica o nível de energia principal do elétron. Tanto o orbital 2s quanto o 2p têm n = 2. Isso significa que o valor de n não muda nessa transição.

Passo 4

(iii) Valor de l
O número quântico angular l define a forma do orbital. Para o orbital s, l = 0, e para o orbital p, l = 1. Portanto, ao passar de 2s para 2p, o valor de l 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 n mas maior l 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 n. 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 n: Continua igual.
  • Valor de l: 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 n permanece igual.
  • O valor de l 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.

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