Qual dos orbitais, em cada um dos seguintes pares de um átomo polieletrônico, tem a menor energia?
(d)
e
.
(d)
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que pede para comparar a energia dos orbitais
e
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 (
) e azimutal (
). O número quântico principal
indica o nível de energia do orbital, ou seja, quanto maior o
, maior a energia em geral. Já o número quântico azimutal
está relacionado à forma do orbital e também influencia na energia.
Passo 3
Para comparar a energia dos orbitais
e
, usamos a regra de Madelung, que diz que orbitais com a soma
menor têm menor energia. Se a soma for igual, o orbital com menor
tem menor energia.
Passo 4
Vamos calcular
para cada orbital:
- Para
: , (porque corresponde a ). Então, . - Para
: , (porque corresponde a ). Então, .
Passo 5
Comparando as somas,
(do
) é menor que
(do
). Segundo a regra de Madelung, isso significa que o orbital
tem menor energia que o
.
Resposta
O orbital
tem menor energia do que o
.