Distinga claramente os seguintes aspectos da estrutura do átomo e esquematize as funções dos orbitais 1 s, 2 s, 2 p, 3 s, e 3 p :
(b) função de probabilidade radial

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre a estrutura do átomo focando na função de probabilidade radial dos orbitais 1s, 2s, 2p, 3s e 3p. A matéria aqui é Química Atômica, especificamente sobre a distribuição dos elétrons nos orbitais e como a probabilidade de encontrar um elétron varia com a distância do núcleo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a função de probabilidade radial. Basicamente, ela nos diz a probabilidade de encontrar um elétron a uma certa distância do núcleo do átomo. Essa função é importante porque ajuda a visualizar onde os elétrons estão mais “prováveis” de estar ao redor do núcleo.

Passo 3

Agora, vamos analisar cada orbital:

Orbital 1s

  • Função de Probabilidade Radial: Para o orbital 1s, a função de probabilidade radial tem um pico próximo ao núcleo, indicando que os elétrons estão mais próximos do núcleo. À medida que nos afastamos, a probabilidade diminui rapidamente.
  • Esquematização: Imagine uma única campânula grande ao redor do núcleo.

Orbital 2s

  • Função de Probabilidade Radial: O 2s tem um comportamento diferente. Além do pico próximo ao núcleo, há uma região onde a probabilidade diminui e depois aumenta novamente antes de diminuir novamente. Isso cria um nó radial, onde a probabilidade é zero em uma certa distância.
  • Esquematização: Duas campânulas com uma região sem elétrons entre elas.

Orbital 2p

  • Função de Probabilidade Radial: Os orbitais p têm uma probabilidade máxima em uma certa distância do núcleo e diminuem tanto para perto quanto para longe dessa distância. Não há nós radiais como no 2s.
  • Esquematização: Uma campânula em torno de uma distância média do núcleo.

Orbital 3s

  • Função de Probabilidade Radial: O 3s apresenta ainda mais variações, com dois nós radiais. Isso significa que há três regiões onde a probabilidade é alta, separadas por duas regiões sem elétrons.
  • Esquematização: Três campânulas com duas regiões sem elétrons entre elas.

Orbital 3p

  • Função de Probabilidade Radial: Similar ao 2p, mas com uma probabilidade máxima em uma distância maior do núcleo. Também não possui nós radiais.
  • Esquematização: Uma campânula maior em torno de uma distância média do núcleo.

Resposta

Resumindo, a função de probabilidade radial varia conforme o orbital:
  • 1s: Alta probabilidade próxima ao núcleo.
  • 2s: Dois picos com um nó radial.
  • 2p: Um pico em distância intermediária, sem nós radiais.
  • 3s: Três picos com dois nós radiais.
  • 3p: Um pico em uma distância maior, sem nós radiais.
Esses esquemas ajudam a visualizar onde os elétrons têm maiores chances de serem encontrados em cada tipo de orbital.

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