Quantos subníveis de energia há no nível designado por n=4 ? Quantos orbitais existe nesse nível? Qual o orbital de maior energia?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado pergunta sobre o nível de energia designado por n=4. Precisamos descobrir quantos subníveis de energia existem nesse nível, quantos orbitais há e qual deles tem a maior energia. Para isso, vamos usar conceitos de estrutura eletrônica dos átomos, especificamente sobre níveis e subníveis de energia.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que é um nível de energia. Nos átomos, os elétrons ocupam “níveis de energia” que são definidos pelo número quântico principal, representado por n. Quanto maior o valor de n, mais longe o elétron está do núcleo.

Passo 3

Dentro de cada nível de energia, existem “subníveis” que são identificados pelas letras s, p, d, e f. O número de subníveis em um nível de energia é igual ao valor de n. Então, para n=4, quantos subníveis teremos?

Passo 4

Como n=4, o número de subníveis é 4. Esses subníveis são designados pelas letras s, p, d e f. Portanto, no nível de energia n=4, temos 4 subníveis: s, p, d e f.

Passo 5

Agora, vamos descobrir quantos orbitais existem nesse nível. Cada subnível tem um certo número de orbitais:
  • Subnível s: 1 orbital
  • Subnível p: 3 orbitais
  • Subnível d: 5 orbitais
  • Subnível f: 7 orbitais

Passo 6

Para encontrar o total de orbitais no nível n=4, somamos os orbitais de cada subnível:
1 , (subnível s) + 3 , (subnível p) + 5 , (subnível d) + 7 , (subnível f) = 16 , orbitais íííí

Passo 7

Por fim, vamos identificar qual orbital tem a maior energia nesse nível. Geralmente, dentro de um nível de energia, os orbitais são preenchidos na ordem crescente de energia: primeiro s, depois p, depois d e, por último, f. Portanto, o subnível f tem os orbitais de maior energia dentro do nível n=4.

Resposta

No nível de energia n=4, existem 4 subníveis de energia. Esse nível possui 16 orbitais no total, e o orbital de maior energia pertence ao subnível f.

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