- ¿Cuáles de los siguientes orbitales son degenerados en el átomo de hidrógeno con $n = 3$ ?
A . II y III solamente;
B . I y IV solamente;
C . I, II y IV solamente;
D . II, III y IV solamente;
E todo.
La respuesta dice que su E . Todos ellos.
En primer lugar, ¿no hay sólo un electrón en el hidrógeno? ¿Y cómo podría el $\mathrm{s}$ orbital sea degenerado? ¿No significa degenerado que hay múltiples lugares donde pueden estar los pares de orbitales?
En primer lugar, ¿no hay sólo un electrón en el hidrógeno?
sí
¿Y cómo podría el orbital s ser degenerado? ¿No significa degenerado que hay múltiples lugares donde pueden estar los pares de orbitales?
"Degenerado" significa que tiene la misma energía. "Degenerado" se refiere a un conjunto de orbitales. No tiene sentido decir que un orbital es degenerado.
Resolviendo la ecuación no relativista de Schrodinger, todos los orbitales para un "n" dado son degenerados. La energía sólo depende de n.
Sin embargo, una consideración más completa que incluya la relatividad, el espín y la electrodinámica cuántica muestra que no todos son degenerados.
Lo que quería decir era "¿No significa degenerado que hay múltiples lugares en los que los pares de orbitales pueden estar dentro de la misma subesfera?" Sigo confundido porque la respuesta es todos. Pensaba que los orbitales s nunca estaban degenerados porque sólo hay un lugar y como has dicho no tiene sentido decir que un orbital está degenerado. Entonces, ¿por qué es degenerado? ¿qué orbital con n = 3 tiene la misma energía que él? ¿Y cómo lo sabes?
Si n=3, entonces l puede ser l=0 (s), l=1 (p) o l=2 (d). Así que cuando n=3, los orbitales degenerados (según la ecuación de Schrodinger no relativista) son el 3s, los tres orbitales 3p y los cinco orbitales 3d.
No me entusiasma esta pregunta, ya que II y III podrían ser fácilmente un orbital 2p y 1s, respectivamente. No hay nada que indique que sean realmente un orbital 3p y 3s. Así que mi primer instinto fue la opción "B" porque identifiqué el "p" y el "s" de un n diferente al de los orbitales claramente 3d.
En primer lugar sí hay sólo 1 e- presente en el átomo de H. Pero aquí el átomo es "como el hidrógeno" que puede ser He+, Li+2 Be3+, etc. La pregunta se torció en el punto n=3, cuando dijo n=3 entonces el átomo puede ser "como el hidrógeno" como he mencionado anteriormente.
Ahora n=3 hace que los orbitales anteriores tengan 3s, 3p, 3d y 3f. Ahora (l) número cuántico para 3s=0 para 3p=1 , para 3d=2 y para 3f=3 .
Ahora, el electrón puede saltar en caso de 3s=0 a 1, 3p=0 a 3, 3d= 0 a 5 y 3d= 0 a 7
Así, podemos decir que a partir de los orbitales anteriores, habrá degeneración en todos ellos.
Bien, la mejor manera de pensar en esto es comparar dos átomos. Tomemos por ejemplo {Ne} que tiene 10 electrones por lo que este átomo tendría un número de n=3. El problema pregunta qué orbitales serían degenerados para n=3 y sabemos que el H tiene un número de n=1 así que esto sería sólo 1s^1 la pregunta es un truco para hacerte pensar que todos los orbitales por encima del orbital n=1 son degenerados así que realmente aunque te da hidrógeno es sólo para despistar. Imagínese un átomo n = 3 para este problema que no tiene ningún elemento unido a ella en ese caso todos los orbitales sería la misma energía por lo tanto sería la opción E, porque todos los orbitales s, p, y d sería degenerado. Espero que eso ayude me tomó un tiempo para conceptualizar esto.
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