Como o número quântico principal influencia a capacidade de um nível de energia de abrigar elétrons?
Passo 1
Vamos entender como o número quântico principal afeta quantos elétrons um nível de energia pode abrigar. Para isso, vamos usar conceitos da estrutura atômica e da teoria quântica.
Passo 2
O número quântico principal, representado pela letra
, indica o nível de energia de um elétron em um átomo. Pense nele como uma “camada” ao redor do núcleo do átomo onde os elétrons estão.
Passo 3
Cada nível de energia corresponde a um valor específico de
. Por exemplo,
é o primeiro nível,
o segundo, e assim por diante. Quanto maior o valor de
, mais energia o nível possui e mais longe do núcleo os elétrons ficam.
Passo 4
A capacidade de um nível de energia para abrigar elétrons depende de quantos elétrons podem ocupar esse nível. Isso está ligado ao número de orbitais disponíveis nesse nível.
Passo 5
Um orbital é uma região onde é mais provável encontrar um elétron. Cada orbital pode acomodar dois elétrons com spins opostos.
Passo 6
O número total de orbitais em um nível de energia é dado por
. Então, se tivermos um nível com
, haverá
orbitais.
Passo 7
Como cada orbital comporta dois elétrons, a capacidade total de elétrons em um nível de energia é
.
Resposta
A capacidade de um nível de energia para abrigar elétrons é dada por
. Portanto, cada nível de energia pode acomodar até duas vezes o quadrado do número quântico principal
em elétrons.
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