Por que no caso do Nb , o orbital 5 s só tem um elétron ao invés de 2 , ou seja, com o outro elétron ocupando o orbital 4 d ao invés de estar no orbital 5 s que tem energia menor?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pergunta por que no nióbio (Nb), o orbital tem só um elétron em vez de dois, com o outro elétron indo para o orbital , mesmo o tendo energia menor. A gente vai usar conceitos de configuração eletrônica e energia dos orbitais para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que os elétrons ocupam os orbitais de menor energia primeiro, seguindo o princípio de Aufbau. Para o nióbio, espera-se que os elétrons preencham os orbitais antes dos .

Passo 3

No entanto, no caso do Nb, a configuração eletrônica é . Isso significa que, apesar do ter energia menor, apenas um elétron está nesse orbital. Por que isso acontece?

Passo 4

A resposta está na estabilidade adicional que vem de ter um subnível mais preenchido. Quando o tem mais elétrons, há uma estabilização por interações eletrônicas dentro do subnível , compensando a ligeira diferença de energia com o .

Passo 5

Além disso, ao ter um elétron a mais no , o nióbio alcança uma configuração meio preenchida no subnível , o que é energeticamente mais favorável. Essa estabilidade extra faz com que o segundo elétron prefira ocupar o em vez de permanecer no .

Resposta

Portanto, no nióbio, o orbital tem apenas um elétron porque o segundo elétron se move para o para aumentar a estabilidade através de uma configuração meio preenchida no subnível , compensando a diferença de energia.

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