IME/ITA ⇒ (ITA) Estrutura Atômica Tópico resolvido

[jhonim]

Entre as afirmações a seguir, assinale a opção errada:

a) Os íons [tex3]He^+,\,Li^{2+},\,Be^{3+}[/tex3], no estado gasoso, são exemplos de "hidrogenóides".
b) No átomo de hidrogênio, os orbitais 3s,3p e 3d têm a mesma energia.
c) No átomo de carbono, os orbitais 3s,3p e 3d têm valores de energias diferentes.
d) A densidade de probabilidade de encontrar um elétron num átomo de hidrogênio no orbital 2p é nula num plano que passa pelo núcleo.
e) As frequências das radiações emitidas pelo íon [tex3]He^+[/tex3] são iguais às emitidas pelo átomo de hidrogênio.

Gabarito:

Resposta

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Alternativa E. Alguém poderia explicar por que o itens B e C estão simultaneamente corretos?

[VALDECIRTOZZI]

O assunto não é simples, e há várias coisas que devem ser "engolidas".
Veja, no átomo de hidrogênio, a energia de um nível energético segue a relação [tex3]E=-\frac{K}{n^2}[/tex3], onde [tex3]n[/tex3] é o número quântico principal. Como para esse átomo a energia só depende de [tex3]n[/tex3], não interessa qual subnível o elétron esteja, pois as energias serão as mesmas, diz-se que são estados degenerados de energia.

Isso só é válido para o átomo de hidrogênio, para átomos polieletrônicos, (no caso, o carbono) a relação de energia segue [tex3]n+\ell[/tex3], onde [tex3]\ell[/tex3] é o número quântico secundário.
Temos que:
para o subnível [tex3]s[/tex3], [tex3]\ell=0[/tex3]
para o subnível [tex3]p[/tex3], [tex3]\ell=1[/tex3]
para o subnível [tex3]d[/tex3], [tex3]\ell=2[/tex3]
para o subnível [tex3]f[/tex3], [tex3]\ell=3[/tex3]

Então a energia do orbital [tex3]3s<3p<3d[/tex3]

Com base nessas ideias, extremamente simplificadas, é que é montado o Diagrama e Pauling.

Espero ter ajudado!

[jhonim]

Perfeito! No livro de onde retirei essa questão (Treinamento em Química - Nelson Santos/Eduardo Campos) há uma explicação do porquê o item B ser correto, mas ela é bem vaga:

"Para o átomo de hidrogênio, que no estado fundamental só tem um nível, o nível 3 não apresenta diferenciação em orbitais."

Sua explanação clareou bastante essa explicação do livro! Muito obrigado.

[Diegooo]

Olá,

Veja, no átomo de hidrogênio, a energia de um nível energético segue a relação [tex3]E=-\frac{K}{n^2}[/tex3]

a) No caso da fórmula acima, a energia do elétron foi calculada de acordo com o modelo atômico de Bohr, porque estamos levando em conta apenas a existência de forças elétricas atrativas? Já que, no átomo de hidrogênio há um núcleo com carga positiva e apenas um elétron.

b) O mesmo não pode ser feito para átomos polieletrônicos, pois a energia potencial elétrica, de um elétron é resultado da força elétrica atrativa do núcleo sobre ele, bem como da força elétrica repulsiva dos outros elétrons?

c) Poderia me explicar melhor (aprofundar o assunto), por meio de alguns exemplos como calcular as energias dos elétrons em átomos com mais de um elétron?

Obrigado!

[VALDECIRTOZZI]

Diego, para o que você me pede, é necessário fazer Física ou Quìmica em nível superior e se especializar em Mecânica Quântica! Você tem que ter em mente que sistemas atômicos compolexos exigem muita matemática (não a usual), além d eum profundo conhecimento da matéria. Resumindo, o assunto não é fácil!

Um abraço!

[Auto Excluído (ID:19677)]

A densidade de probabilidade de encontrar um elétron num átomo de hidrogênio no orbital 2p é nula num plano que passa pelo núcleo.

Por que está correto? O átomo não pode estar excitado e ter se deslocado a esse orbital?