Você não pode determinar a energia de um orbital de nível F apenas por sua designação orbital. Aqui está o porquê e como você pode abordar isso:
Entendendo a complexidade: *
múltiplos orbitais F: Um nível F tem sete orbitais (f
1 para f 7 ). Esses orbitais são degenerados (têm a mesma energia) em um átomo de hidrogênio, mas essa degeneração é levantada em átomos de multi-elétrons devido a interações entre elétron.
* blindagem: Os elétrons F são protegidos do núcleo por elétrons internos, tornando seus níveis de energia menos sensíveis a alterações na carga nuclear em comparação aos elétrons S e P.
* acoplamento de spin-orbit: A interação entre a rotação eletrônica e seu momento angular orbital (que é bastante significativo para os orbitais F) divide ainda mais os níveis de energia.
* Efeitos relativísticos: Para elementos pesados com altos números atômicos, os efeitos relativísticos tornam -se significativos e influenciam os níveis de energia.
Como determinar a energia F-orbital:
1. cálculos químicos quânticos: A maneira mais precisa de determinar os níveis de energia dos orbitais F é através de cálculos químicos quânticos sofisticados. Esses cálculos são responsáveis por interações eletrônicas-elétrons, efeitos relativísticos e acoplamento de órbita de spin. Pacotes de software como Gaussian, Nwchem ou Orca podem ser usados para tais cálculos.
2. Técnicas espectroscópicas : Métodos experimentais como espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) ou espectroscopia UV-Vis podem ser usados para investigar a estrutura eletrônica de átomos e moléculas. Ao analisar os espectros, você pode obter informações sobre os níveis de energia dos Orbitais F.
3. Métodos aproximados: Embora menos precisas, algumas aproximações podem ser usadas para estimar as energias F-orbitais:
* Regras de Slater: Eles fornecem uma maneira de estimar a carga nuclear efetiva sentida por um elétron.
* Regras de Hund: Isso pode ajudar a determinar a configuração eletrônica do estado fundamental e as energias relativas dos orbitais dentro de um shell.
Considerações importantes:
* Número atômico: A energia dos orbitais F aumenta com o aumento do número atômico.
* Efeitos de campo do ligante: Nos complexos de coordenação, a energia dos orbitais F é influenciada pelos ligantes circundantes, resultando em divisão de campo de cristal.
Em resumo, determinar a energia dos orbitais de nível F requer uma compreensão abrangente da estrutura atômica e envolve cálculos, técnicas experimentais ou aproximações. Se você estiver lidando com elementos ou compostos específicos, precisará consultar a literatura relevante ou usar software especializado para uma determinação precisa do nível de energia.
