Considere os seguintes pares de orbitais pertencentes a espécies polieletrônicas isoladas. Em cada par, indique qual orbital tem menor energia, ou indique se as energias são iguais.
a)
b)
c)
d)
e)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para comparar a energia de diferentes pares de orbitais em espécies polieletrônicas isoladas. Isso está relacionado com a estrutura eletrônica dos átomos e como os elétrons ocupam esses orbitais. Para resolver, vamos precisar saber como a energia dos orbitais varia com o número quântico principal e secundário, além da ordem de energia dos orbitais.

Passo 2

Vamos começar com a letra a) e .
Sabemos que os orbitais do mesmo tipo aumentam de energia conforme o número quântico principal aumenta. Ou seja, quanto maior o valor de , maior a energia do orbital.
Assim, o orbital tem menor energia que o .

Passo 3

Agora, vamos para a letra b) e .
Dentro do mesmo nível de energia principal ( ), os orbitais têm menor energia que os orbitais . Isso acontece porque os orbitais são mais próximos do núcleo e têm menor energia.
Portanto, o tem menor energia que o .

Passo 4

Chegamos à letra c) e .
Os orbitais com diferentes orientações ( e ) no mesmo nível de energia possuem a mesma energia. Eles são degenerados.
Então, e têm a mesma energia.

Passo 5

Vamos para a letra d) e .
No mesmo nível principal ( ), os orbitais têm menor energia que os orbitais . Isso porque os orbitais têm formas mais complexas e são menos estáveis em comparação aos .
Portanto, tem menor energia que .

Passo 6

Por fim, a letra e) e .
Comparando diferentes níveis principais ( e ), os orbitais do nível ( ) têm menor energia que os orbitais do nível ( ). Isso está de acordo com o fato de que, à medida que aumenta, a energia dos orbitais também aumenta.
Logo, tem menor energia que .

Resposta

a) tem menor energia que .
b) tem menor energia que .
c) e têm a mesma energia.
d) tem menor energia que .
e) tem menor energia que .

Exercícios relacionados

Escreva e configuração eletrônica dos estados fundamentais de (a) ; (b) .
Quais os números quânticos e correspondentes aos seguintes orbitais:
a) ;
b) ;
c) .
Quantos prótons há no íon de configuração ?
Explique por que a energia de ionização do B ( ) é menor que a do Be ( ).