A relação entre orbitais de elétrons e níveis de energia

Os orbitais eletrônicos e os níveis de energia estão intimamente conectados. Aqui está como:

1. Orbitais de elétrons:

* Definição: Um orbital eletrônico é uma região tridimensional em torno do núcleo de um átomo, onde há uma alta probabilidade de encontrar um elétron.
* Shape: Os orbitais têm formas específicas, descritas por seus números quânticos (N, L, ML). Essas formas incluem esferas (orbitais S), halteres (orbitais P) e formas mais complexas (D e F orbitais).
* não caminhos físicos: Os orbitais não são definidos como caminhos fixos para os elétrons viajarem; Em vez disso, eles representam regiões de espaço onde é mais provável que os elétrons sejam encontrados.

2. Níveis de energia:

* Definição: Os níveis de energia representam as diferentes quantidades de energia que um elétron pode possuir dentro de um átomo.
* quantizado: Os níveis de energia são quantizados, o que significa que os elétrons só podem existir em níveis específicos e discretos de energia. Eles não podem existir entre esses níveis.
* Energia superior =mais longe do núcleo: Geralmente, níveis mais altos de energia correspondem a orbitais que estão mais longe do núcleo do átomo.

A conexão:

* Cada orbital tem uma energia específica: Cada tipo de orbital (S, P, D, F) dentro de um nível de energia específico tem uma energia única associada a ele. Por exemplo, o 2S Orbital possui uma energia diferente do orbital 2P, mesmo que estejam no segundo nível de energia.
* Níveis de energia determinam o preenchimento orbital: Os elétrons ocupam orbitais em ordem de aumento da energia. Os orbitais mais baixos do nível de energia são preenchidos primeiro e, em seguida, os níveis mais altos de energia são preenchidos à medida que mais elétrons são adicionados ao átomo.
* transições de elétrons e mudanças de energia: Quando um elétron absorve energia, ele pode saltar para um nível de energia mais alto e ocupar um orbital diferente. Quando um elétron perde energia, ele pode voltar a um nível de energia mais baixo e liberar energia como luz. Essa é a base da espectroscopia atômica e como vemos cores em muitos materiais.

Exemplo:

Vamos considerar o átomo de hidrogênio. Possui apenas um próton e um elétron. O elétron pode ocupar vários níveis de energia, designados como n =1, n =2, n =3 e assim por diante. Dentro de cada nível de energia, existem orbitais com formas específicas:

* n =1: Apenas um orbital existe, o 1S orbital (forma esférica).
* n =2: Existem quatro orbitais:um orbital 2s (esférico) e três orbitais 2p (em forma de haltere).
* n =3: Existem nove orbitais, incluindo orbitais 3s, 3p e 3D com formas mais complexas.

À medida que o elétron ganha energia, ele pode passar para níveis mais altos de energia, ocupando orbitais com diferentes formas e energias. Esse princípio é essencial para entender a ligação química e as propriedades de diferentes elementos.

em resumo: Os orbitais de elétrons são regiões tridimensionais de espaço onde é provável que os elétrons sejam encontrados. Cada orbital possui um nível de energia específico associado a ele. Os níveis de energia são quantizados, o que significa que os elétrons só podem ocupar estados de energia específicos. A relação entre orbitais e níveis de energia governa o comportamento dos elétrons em átomos e determina as propriedades químicas dos elementos.