Como você descreveria as formas e energias relativas dos orbitais atômicos s, p, d e f?

Responda:

As formas são descritas abaixo, as energias estão em média em ordem crescente na sua pergunta, pela mesma $n$ $n$ .

Explicação:

As energias dos orbitais de valência podem ser encontradas aqui (Apêndice B.9):

http://media.pearsoncmg.com/bc/bc_0media_chem/adv_chem/pdf/11054_appB_ts.pdf

Os cinco primeiros são $1 s, 2 s, 2 p, 3 s, 3 p$ $1s, 2s, 2p, 3s, 3p$ . As ordens de energia restantes variam dependendo do átomo. Para $Ca$ $"Ca"$ , pela $4 s$ $4s$ é mais alto em energia do que o $3 d$ $3d$ . Para os metais de transição restantes da linha 1st, o $3 d$ $3d$ é mais alto em energia do que o $4 s$ $4s$ .

O que podemos dizer com certeza é, no entanto,

$E_{n s} < E_{n p} < E_{n d} < E_{n f}$ $E_(ns) < E_(np) < E_(nd) < E_(nf)$ .

O $n s$ $ns$ subshell tem uma forma esférica e, em média, energia mais baixa que o resto dos subshells no mesmo nível quântico $n$ $n$ .

O $n p$ $np$ subcama tem dois lóbulos opostos à origem e, em média, tem mais energia que um $n s$ $ns$ subshell, pois possui mais um nó angular e, portanto, $n p$ $np$ os elétrons são menos parecidos com os do núcleo (e mais distantes do núcleo).

$n d$ $nd$ orbitais têm cinco orientações espaciais:

Wikipedia

$n f$ $nf$ orbitais têm sete orientações espaciais:

TFChem