Compare, em termos de tamanho e forma, os seguintes orbitais:
(a) 2 s e 3 s
(b) 2 s e 2 px
© 2 px e 2 py
(d) 2 px e 3 px

Passo 1

Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui são comparações entre diferentes orbitais atômicos. Os orbitais são regiões ao redor do núcleo onde os elétrons têm maior probabilidade de estar. Para comparar em tamanho e forma, vamos precisar saber sobre os níveis de energia (números principais), tipos de orbitais (s, p) e como esses fatores influenciam a estrutura dos orbitais.

Passo 2

Vamos começar com a parte (a) 2s e 3s.
Os números antes das letras (2 e 3) indicam o nível de energia principal. Quanto maior o número, mais longe do núcleo o orbital está. Ambos são orbitais do tipo s, que são esféricos. Então, o 3s é maior que o 2s porque está em um nível de energia mais alto e, portanto, mais distante do núcleo. Em termos de forma, ambos são esféricos, mas o 3s tem uma esfera maior.

Passo 3

Agora, a parte (b) 2s e 2px.
Aqui, ambos estão no mesmo nível de energia principal (n=2), mas um é do tipo s e o outro do tipo p. Orbitais s são esféricos, enquanto orbitais p têm forma de halteres, estendendo-se em direções específicas (como o eixo x, y ou z). Em termos de tamanho, como estão no mesmo nível de energia, seus raios são similares, mas as formas são diferentes: 2s é esférico e 2px é em forma de halter.

Passo 4

Vamos para a parte © 2px e 2py.
Ambos são orbitais p no mesmo nível de energia principal (n=2). A diferença está na orientação espacial: 2px se estende ao longo do eixo x, enquanto 2py ao longo do eixo y. Em termos de tamanho e forma, são idênticos; apenas a orientação no espaço varia.

Passo 5

Por fim, a parte (d) 2px e 3px.
Os dois são orbitais p alinhados no mesmo eixo (x), mas estão em níveis de energia diferentes: n=2 e n=3. O 3px está em um nível de energia mais alto, então é maior em tamanho que o 2px. Ambos têm a mesma forma de halter, mas o 3px possui uma extensão maior devido ao nível de energia superior.

Resposta

Resumindo:
a) O 3s é maior que o 2s, ambos são esféricos.
b) 2s e 2px têm tamanhos similares, mas 2s é esférico e 2px é em forma de halter.
c) 2px e 2py são iguais em tamanho e forma, apenas orientados em direções diferentes.
d) 3px é maior que o 2px, ambos têm forma de halter.

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