Qual dos orbitais, em cada um dos seguintes pares de um átomo polieletrônico, tem a menor energia?
(d) 4 d e 5 f.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão que pede para comparar a energia dos orbitais 4d e 5f em um átomo com múltiplos elétrons. Aqui, a gente vai precisar entender um pouco sobre os números quânticos e como eles influenciam a energia dos orbitais.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre os números quânticos principal ( n) e azimutal ( l). O número quântico principal n indica o nível de energia do orbital, ou seja, quanto maior o n, maior a energia em geral. Já o número quântico azimutal l está relacionado à forma do orbital e também influencia na energia.

Passo 3

Para comparar a energia dos orbitais 4d e 5f, usamos a regra de Madelung, que diz que orbitais com a soma n + l menor têm menor energia. Se a soma for igual, o orbital com menor n tem menor energia.

Passo 4

Vamos calcular n + l para cada orbital:
  • Para 4d: n = 4, l = 2 (porque d corresponde a l=2). Então, n + l = 4 + 2 = 6.
  • Para 5f: n = 5, l = 3 (porque f corresponde a l=3). Então, n + l = 5 + 3 = 8.

Passo 5

Comparando as somas, 6 (do 4d) é menor que 8 (do 5f). Segundo a regra de Madelung, isso significa que o orbital 4d tem menor energia que o 5f.

Resposta

O orbital 4d tem menor energia do que o 5f.

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