A eletrosfera: distribuição eletrônica - vestibulardauerj.com.br · 2 EM_1S_QUI_005 Subníveis Cada um dos níveis é decomposto em um de-terminado número de subníveis, que são

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A eletrosfera: distribuição eletrônica

Modelo atômico de orbitaisNos últimos 50 anos, as teorias sobre a estrutura

atômica evoluíram bastante, principalmente no que diz respeito à eletrosfera.

O modelo de órbitas eletrônicas circulares de Rutherford-Böhr foi substituído pelo modelo de orbitais.

Essa mudança decorreu de novas observações, experiências e cálculos feitos pelos cientistas, que levaram a conclusões importantíssimas como: todo elétron em movimento está associado a uma onda característica (princípio da dualidade ou de De Broglie).

Esse princípio nos obriga a visualizar o elétron não mais como uma “bolinha” em movimento rápido, mas sim como sendo um misto de partícula-onda, isto é, algo que, às vezes, pode se comportar como partícula e, outras vezes, como onda (semelhante às ondas elétricas, magnéticas etc.).

Não é possível calcular a posição e a velocidade de um elétron, num mesmo instante (princípio da incerteza ou de Heisenberg).

Estudo da eletrosferaO estudo minucioso da eletrosfera torna-se ne-

cessário, já que as transformações químicas ocorrem com os elétrons.

Na eletrosfera, os elétrons distribuem-se em sete camadas (denominadas K, L, M, N, O, P, Q), como as “cascas de uma cebola”.

Cada camada pode conter um limite máximo de elétrons, conforme seu “tamanho”:

K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 32, P = 18, Q = 2

Para a total compreensão dessa região dos átomos, devemos conhecer a caracterização de cada um dos elétrons que compõe uma determinada eletrosfera.

Essa caracterização está relacionada à quanti-dade de energia dos elétrons, que é estudada através dos números quânticos.

Número quântico principal (n)

Por volta de 1925, começou uma alteração que mudaria radicalmente a forma de compreender o comportamento dos elétrons ao redor do núcleo.

Heisenberg estabeleceu o princípio da incerte-za, que determina a impossibilidade de se conhecer ao mesmo tempo a velocidade e a posição do elétron em seu movimento ao redor do núcleo. Pensando nisso, órbitas definidas como as de planetas ao redor do sol deixam de ter sentido. As camadas eletrônicas passam a ser interpretadas como níveis de energia. Cada um desses níveis é definido pelo número quântico principal, que determina a energia do elétron, e, com isso, sua distância média com relação ao núcleo.

O número quântico principal, representado por n, indica a camada em que o elétron se encontra, e só pode assumir valores inteiros e positivos. Observe:

K L M N O P Qn=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7

•

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SubníveisCada um dos níveis é decomposto em um de-

terminado número de subníveis, que são regiões que podem acomodar uma quantidade limitada de elétrons.

Tipo de subnível de energia s p d f

Nº de elétrons que acomoda 2 6 10 14

Somados os elétrons alojados nos subníveis de um dado nível, se obtém a quantidade máxima de elétrons que pode ser contida no mesmo.

As configurações eletrônicas

Para se obter a distribuição dos elétrons em níveis de energia ou camadas para um determinado átomo, os seus elétrons devem ser distribuídos em ordem de energia crescente, nos subníveis, e depois reorganizados em níveis ou camadas.

Diagrama de Linus PaulingFoi Linus Pauling quem calculou a ordem de

energia dos subníveis e estabeleceu um diagrama visando facilitar a obtenção da configuração eletrô-nica dos átomos. O termo camadas continua a ser usado por fatores históricos e também por facilitar a visualização do modelo atômico.

Até hoje são conhecidas sete camadas eletrôni-cas, e suas subcamadas estão descritas abaixo, no diagrama de Linus Pauling, no qual a ordem cres-cente de preenchimento dos elétrons está indicado pelas setas.

Cada subnível é sucessivamente preenchido com o número máximo de elétrons de acordo com a ordem obtida, percorrendo-se as diagonais de cima para baixo.

Linus Pauling.

Obtém-se, portanto, a seguinte ordem:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d

• Chama-se elétron de diferenciação ou elétron de maior energia o último elétron da distribuição na ordem crescente de energia.

• Chama-se elétron mais externo o último elétron da distribuição na ordem dos níveis (cama-das).

Regras de distribuição eletrônica

Através do número atômico, determine a quan-tidade de elétrons a serem distribuídos.

Respeitando a ordem crescente de energia dos subníveis, distribua os elétrons colocando o número máximo de elétrons em cada subnível, deixando para o último subnível o que resta para totalizar os elétrons.


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Some os elétrons distribuídos para não ultra-passar o valor do número atômico.

Exemplos `

A distribuição eletrônica para o átomo de sódio (Na) que tem Z = 11 seria obtida da seguinte forma:

Z = 11 indica que o sódio no estado neutro, possui igual número de cargas positivas e negativas. Portanto, temos 11 elétrons a distribuir.

1s2 2s2 2p6 3s1 Após a distribuição dos elétrons em subníveis, podemos identificar os que possuem mesmo número quântico prin-cipal, que indica a que camada pertencem os elétrons.

camada K: 1s2 = 2 elétrons

camada L: 2s2 + 2p6 = 8 elétrons

camada M: 3s1 = 1 elétrons

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1

K L M

Agora vamos fazer a distribuição eletrônica para o átomo de ferro (Fe) que tem Z = 26

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

camada K: 1s2 = 2 elétrons

camada L: 2s2 + 2p6 = 8 elétrons

camada M: 3s2 + 3p6 + 3d6= 14 elétrons

camada N: 4s2 = 2 elétrons

26Fe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

K L M N M

Distribuição eletrônica nos íons

A distribuição eletrônica nos íons é semelhan-te à dos átomos neutros. No entanto, é importante salientar que os elétrons que o átomo irá ganhar ou perder (para se transformar num íon) serão re-cebidos ou retirados da última camada eletrônica e não do subnível mais energético.

Exemplo `

O átomo de ferro (Z = 26) tem a seguinte distribuição eletrônica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 ou K-2; L-8; M-14; N-2.

Quando o átomo de ferro perde dois elétrons e se transforma no íon Fe2+, este terá a seguinte distribuição eletrônica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 ou K-2; L-8; M-14.

Evidentemente, se o átomo de ferro perder três elétrons e se transformar no íon Fe3+, este terá a seguinte distri-buição eletrônica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 ou K-2; L-8; M-13.

A aurora boreal é um fenômeno luminoso que acontece no polo Norte. Ela ocorre quando par-tículas carregadas eletricamente, como elétrons, são emanadas do sol. Ao chegar na Terra, são guiadas pelo campo magnético até os polos, ori-ginando tal fenômeno. Quanto maior a atividade solar, mais intensas são as auroras. Vale ressaltar que só ocorrem nos polos (a do polo Sul se chama aurora austral) e acima da atmosfera terrestre, a cerca de 60km de altitude.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Aurora Boreal vista nos céus do norte da Noruega.

Aurora Boreal.

Estado normal e estado excitado de um átomo

As distribuições eletrônicas que apresentamos referem-se aos átomos no seu estado fundamental.

Vamos ver, agora, as distribuições eletrônicas quando o átomo está no estado excitado.


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Para melhor entendimento do assunto devemos lembrar:

Os elétrons, ao se movimentarem numa ca- •mada eletrônica, não absorvem e nem emitem energia. Apenas um número de elétrons pode ocupar um dado nível de energia, e nenhuma forma de radiação ocorre quando os elétrons se mantêm em seus níveis orbitais.

Os elétrons de um átomo tendem a ocupar •as camadas eletrônicas mais próximas do núcleo, isto é, as que apresentam menor quantidade de energia.

Um átomo está no seu estado fundamental •quando seus elétrons ocupam as camadas menos energéticas.

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w.fo

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l

Quando um átomo recebe energia (térmica ou •elétrica), o elétron pode saltar para uma ca-mada mais externa (mais energética), e nes-sas condições, o átomo se torna instável.

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Os elétrons de um átomo excitado tendem a •voltar para as camadas de origem e, quando isso ocorre, ele devolve, sob forma de onda eletromagnética, a energia anteriormente recebida.

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l

Um átomo está no estado normal ou estado fundamental quando seus elétrons estão em seus níveis mais baixos de energia. Entretanto, os elétrons podem estar em níveis de energia mais elevados e, nesse caso, dizemos que o átomo se encontra em estado excitado ou estado ativado. É o que ocorre, por exemplo, quando os átomos são aquecidos a altas temperaturas ou quando reagem com outros átomos.

Quando um átomo está em seu estado normal, a distribuição de seus elétrons segue a ordem crescente de energia do diagrama de Pauling.

Quando um átomo está em seu estado excita-do, a distribuição de seus elétrons não obedece a ordem crescente de energia do diagrama de Pauling.

Exemplo `

Distribuição eletrônica de elétrons no átomo de carbono (Z = 6):

estado normal: 1s2 2s2 2p2

estado excitado: 1s2 2s1 2p3

Distribuições eletrônicas especiais

Alguns elementos apresentam distribuição eletrônica diferente da obtida com a aplicação das regras já estudadas. Os mais importantes são o


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crômio (Z = 24), o cobre (Z = 29), a prata (Z = 47) e o ouro (Z = 79).

Em todos esses casos foi verificado experimen-talmente que o 2.º elétron do subnível s passa para o subnível d.

Exemplo `

24Cr ⇒ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 (aplicando as regras estudadas)

24Cr ⇒ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 (distribuição ele-trônica real)

Representação simplificada da distribuição eletrônica

A representação simplificada da distribuição eletrônica é feita pelo cerne do gás nobre que ante-cede o elemento em relação ao número atômico. Os gases nobres são:

Hélio 2He 1s2 Neônio 10Ne 1s2 2s2 2p6

Argônio 18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Criptônio 36Kr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

Xenônio 54Xe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6

Radônio 86Rn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

Exemplo `

Observe abaixo que a distribuição eletrônica dos 10 primeiros elétrons do sódio (Na) é igual à do Ne.

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1

Sendo assim indicamos apenas por [Ne] (cerne do neônio) e teremos a representação simplificada da dis-tribuição eletrônica do Na:

[Ne] 3s1

Observe como fica a representação simplificada da dis-tribuição eletrônica do mercúrio (Hg):

80Hg cerne do Criptônio

6s2 4f14 5d10 ⇒ [Kr] 6s2 4f14 5d10

Ordem crescente de energia: [Kr] 6s2 4f14 5d10

Ordem geométrica: [Kr] 4f14 5d10 6s2

Fogos de artifício

Todos os compostos, quando aquecidos, emitem luz radiante segundo o modelo de quantização de energia criado por Böhr, que implica na absorção ou emissão de energia pelos elétrons, de acordo com o salto de uma órbita para outra. Quando salta de uma órbita mais distante do núcleo (com menor energia) para uma mais próxima do núcleo (com maior energia), há a emissão de luz (radiação ele-tromagnética), e quando ocorre o inverso há a absorção dessa radiação.

Já a cor da luz emitida depende dos áto-mos cujos elétrons foram excitados. Essa é a essência dos fogos de artifício, já conhecidos pelos chineses há séculos, é a excitação de di-ferentes átomos, que emitem luz de frequências diferentes.

Dig

ital

Jui

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Dada a configuração eletrônica de um elemento químico 3. no estado fundamental: [Xe] 6s2 4f14 5d6, dê o seu número atômico.

Solução: `

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d6 ⇒54 + 22 = 76 elétrons ⇒ Z = 76

Faça as distribuições eletrônicas e reagrupe os subníveis 1. segundo as suas camadas:

35a) Br

19b) K

25c) Mn

52d) Te

Um átomo possui 12 nêutrons em seu núcleo e confi-2. guração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s1. Qual o seu número de massa ?

Um íon X3. 2- tem a seguinte distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Qual o número atômico de X?

Dê a configuração eletrônica nos subníveis dos íons:4.

25a) Mn2+

16b) S2-

(5. Fuvest) Considere os seguintes elementos e seus respectivos números atômicos:

Na (11)I.

Ca (20)II.

Ni (28)III.

Al (13)IV.

Dentre eles, apresenta (ou apresentam) elétrons no subnível d de suas configurações eletrônicas apenas:

I e IVa)

IIIb)

IIc)

II e IIId)

II e IVe)

(Cesgranrio) A distribuição eletrônica do átomo 6. 56Fe26, em camadas é:

1sa) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

1sb) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2

K - 2 L - 8 M - 16c)

Igor

Maz

ic.

(FGV) Um átomo com 18 elétrons, no penúltimo nível 1. energético, pode ter número atômico:

2a)

8b)

18c)

28d)

30e)

Solução: ` E

Para um átomo neutro, seu número atômico é igual ao seu número de elétrons.

Como o átomo em questão precisa ter 18 elétrons no penúltimo nível (camada), o seu número total de elétrons tem de ser maior que 18. Isso descarta as alternativas a , b, e c. Para 28 elétrons teríamos a seguinte distribuição:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8,

em camadas ou níveis:

K = 2 L = 8 M = 16 N = 2

Para 30 elétrons teríamos a seguinte distribuição:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10

em camadas ou níveis K = 2 L = 8 M = 18 N = 2.

Das duas opções que restaram, a única que satisfaz a condição de ter 18 elétrons no penúltimo nível é a alternativa E.

Determine a configuração eletrônica do bromo (2. 35Br) tomando-se por base o cerne do gás nobre prece-dente.

Solução: `

35Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5⇒ [Ar] 4s2 3d10 14p5

cerne do Argônio Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,

mais informações www.iesde.com.br

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K - 2 L - 8 M - 14 N - 2d)

K - 2 L - 8 M - 18 N - 18 O - 8 P – 2e)

(PUC-Campinas) Vanádio (7. 23V) , elemento de transição, constitui componente importante do aço para produzir um tipo de liga que melhora consideravelmente a tenaci-dade, resistência mecânica e corrosão do ferro. Quantos elétrons há no subnível 3d da configuração eletrônica do vanádio?

1a)

2b)

3c)

4d)

5e)

(Unaerp) O fenômeno da supercondução de eletri-8. cidade, descoberto em 1911, voltou a ser objeto da atenção do mundo científico com a constatação de Bednorz e Müller de que materiais cerâmicos podem exibir esse tipo de comportamento, valendo um prêmio Nobel a esses dois físicos em 1987. Um dos elementos químicos mais importantes na formulação da cerâmica supercondutora é o ítrio:

1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1, o número de camadas e o número de elétrons mais energéticos para o ítrio, serão respectivamente:

4 e 1a)

5 e 1b)

4 e 2c)

5 e 3d)

4 e 3e)

(Cesgranrio) A configuração eletrônica do íon Ca9. 2+

(Z = 20) é:a)

1sb) 2 2s2 2p6 3s2 3p4

1sc) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

1sd) 2 2s2 2p6 3s2 3p6

1se) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

1sf) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4

(Mackenzie) O número de elétrons na camada de va-10. lência de um átomo que apresenta número de massa igual a 40 e 22 partículas neutras, é:

2a)

3b)

4c)

6d)

8e)

Determine a configuração eletrônica dos seguintes 11. átomos tomando-se por base o cerne do gás nobre precedente:

cádmio.a)

polônio.b)

césio.c)

vanádio. d)

A configuração eletrônica dos seguintes íons tomando-12. -se por base o cerne do gás nobre precedente:

Fea) 2+

Feb) 3+

Cc) -

Znd) 2+

Dada a configuração eletrônica no estado fundamental, 13. dê o seu número atômico:

[Xe]4fa) 145d106s26p5

[Ar]3db) 104s24p1

[Kr]4dc) 25s2

[Ar]3dd) 64s2

(UEL) Em quais níveis de energia o césio (Z = 55) no 14. estado fundamental apresenta 18 elétrons?

2 e 3a)

2 e 4b)

2 e 5c)

3 e 4d)

3 e 5e)

(UEL) A configuração eletrônica de um elemento 15. químico indica a existência de 9 elétrons com número quântico principal 4 (n = 4). O elemento químico tem número atômico:

41a)

39b)

37c)

27d)

9e)

Há algum elemento químico conhecido que, no estado 16. fundamental, tenha elétrons no nível 10? E no estado ativado, existe?

(PUC) Considere as configurações eletrônicas de quatro 17. elementos químicos:

1sI. 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2

1sII. 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,


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1sIII. 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5

1sIV. 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s1

Quais deles, ao perder os elétrons de valência, tornam-se isoeletrônicos de gases nobres?

I e IIa)

I e IIIb)

I e IVc)

II e IIId)

III e IVe)

Qual a carga que possui um íon de escândio (18. 21Sc) com a estrutura eletrônica do gás nobre precedente?

Um átomo de certo elemento químico possui 35 nêutrons 19. e uma distribuição eletrônica que termina em 3d10. De-termine o número de massa (A) e o número atômico (Z) desse elemento.

Deve-se a Böhr a ideia de:20.

níveis de energia.a)

núcleo atômico.b)

átomo semelhante ao sistema planetário.c)

número atômico.d)

isótopos.e)

(UERJ) Há cem anos, foi anunciada ao mundo in-1. teiro a descoberta do elétron, o que provocou uma verdadeira “revolução” na ciência. Essa descoberta proporcionou à humanidade, mais tarde, a fabricação de aparelhos eletroeletrônicos, que utilizam inúmeras fiações de cobre. A alternativa que indica corretamen-te o número de elétrons contido na espécie química

29Cu2+ é:

25a)

27b)

31c)

33 d)

(UEL) Quantos prótons há no íon X2. 3+ de configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 ?

25a)

28b)

31c)

51d)

56e)

(UEL) Considere as afirmações a seguir.3.

O elemento químico de número atômico 30 tem 3 I. elétrons de valência.

Na configuração eletrônica do elemento químico II. com número atômico 26, há 6 elétrons no subnível 3d.

3sIII. 23p3 corresponde a configuração eletrônica dos elétrons de valência do elemento químico de nú-mero atômico 35.

Na configuração eletrônica do elemento químico IV. de número atômico 21, há 4 níveis energéticos.

Estão corretas, somente:

I e IIa)

I e IIIb)

II e IIIc)

II e IV d)

III e IVe)

(ETFSP) Um átomo apresenta número de massa 35 e 18 4. nêutrons. O número de elétrons no seu nível mais externo seria igual a:

8a)

7b)

5c)

3d)

2e)

(FEI) Relativamente ao íon Mg5. 2+ de número atômico 12 e número de massa 24, assinale a alternativa correta:

tem 12 elétrons.a)

tem 10 neutrons.b)

tem 10 prótons.c)

tem configuração eletrônica 1sd) 2 2s2 2p6 3s2.

tem configuração eletrônica idêntica ao íon Nae) + de número atômico 11.

(Viana) O bromo (Z = 35) é um dos elementos for-6. madores do bromato de potássio, KBrO3, usado como fermento para pães. O número de subníveis “s” e “p”, existentes na configuração eletrônica do átomo de bromo é, respectivamente:

3 e 8.a)

4 e 3.b)

5 e 8.c)

4 e 9.d)

3 e 3.e)


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Quais das indicações abaixo são possíveis?7.

6da) 3

2db) 4

5fc) 2

3fd) 5

Dê a distribuição eletrônica dos átomos A, B e C, 8. sabendo-se que:

• o átomo A apresenta (x + 6) prótons e é isótopo de C, que possui (4x) prótons e número de massa 18;

• o átomo C é isótono de B, cujo número de massa é 19.

O átomo A tem número atômico igual a 12. O cátion 9. desse átomo é isoeletrônico ao íon B+3, cujo átomo B tem número atômico 13.

Qual é a distribuição eletrônica do cátion A?a)

Quantos elétrons foram perdidos pelo átomo A, b) para se transformar em cátion, e em qual subnível houve essa perda?

Identifique a alternativa falsa:

é necessário fornecer energia para passar de I para a) II.

a passagem de II para I emite radiação eletromag-b) nética.

I representa a configuração eletrônica de um átomo c) de sódio não excitado.

a energia de ionização de II é menor que a de I.d)

I e II representam eletrosferas de elementos dife-e) rentes.

Determine a configuração eletrônica das seguintes espé-12. cies químicas tomando-se por base o cerne do gás nobre precedente:

47a) Ag

29b) Cu2+

No esquema abaixo encontramos duas distribuições 13. eletrônicas de um mesmo átomo neutro.

1s2 2s2 1s2 2s1 2p1

A BA é a configuração ativada.a)

B é a configuração normal.b)

A passagem de A para B libera energia na forma de c) ondas eletromagnéticas.

A é um gás nobre.d)

A passagem de A para B absorve energia.e)

Analise o texto:14.

“A energia de um subnível pode ser dada pela soma (n + l). Ocorrendo empates, terá maior energia o elétron com maior valor de n.”

Portanto:

o subnível 4s tem maior energia que o subnível 3d.a)

o subnível 4p tem menor energia que 4s.b)

para um dado nível sempre o subnível s apresentará c) maior energia que os subníveis p, d ou f.

o subnível 6d tem maior energia que 7s.d)

poderão existir dois subníveis com a mesma ener-e) gia real.

Analise o seguinte texto:

“Todos os tipos de átomos, quando excitados, poderão emitir ondas eletromagnéticas correspondentes aos espectros visíveis, ultravioleta etc.

Essas emissões podem ser anal isadas pela Espectroscopia. Cada emissão proveniente de um átomo pode ser decomposta e fotografada, produzindo-se um conjunto de raias ou bandas. Cada tipo de átomo

(Unirio) “Os implantes dentários estão mais seguros 10. no Brasil e já atendem às normas internacionais de qualidade. O grande salto de qualidade aconteceu no processo de confecção dos parafusos e pinos de titânio, que compõem as próteses. Feitas com ligas de titânio, essas próteses são usadas para fixar co-roas dentárias, aparelhos ortodônticos e dentaduras, nos ossos da mandíbula e do maxilar.”

(Jornal do Brasil, out. 1996.)

Considerando que o número atômico do titânio é 22, sua configuração eletrônica será:

1sa) 2 2s2 2p6 3s2 3p3

1sb) 2 2s2 2p6 3s2 3p5

1sc) 22s2 2p6 3s2 3p6 4s2

1sd) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

1se) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6

(ITA) Com relação às duas configurações eletrônicas de 11. um mesmo átomo:

1sI. 2 2s2 2p6 3s1

1sII. 2 2s2 2p6 6s1


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apresenta um conjunto de raias ou bandas. Cada tipo de átomo apresenta um conjunto característico de raias, ou seja, um espectro característico.”

Os testes n. 15 e 16 deverão ser respondidos em função do texto anterior.

O texto permite estabelecer que:15.

átomos emitem energia mesmo quando não exci-a) tados.

é possível identificar os elementos constituintes do b) Sol.

o espectro é um conjunto de raias característico c) para cada átomo.

os átomos, quando ativados, nunca emitem luz.d)

os átomos, quando ativados, nunca emitem ondas ultra-e) violeta.

O texto anterior explica:16.

porque o sódio emite uma luz amarela característica a) quando ativado.

porque 1 mol de moléculas de gás nas CNPT ocu-b) pa um volume de 22,4l.

porque 1 mol de moléculas de Hc) 2O apresenta 6 . 1023 moléculas.

como podemos analisar a composição da Lua atra-d) vés da luz que ela reflete do Sol.

como determinar a massa de um átomo.e)

No esquema abaixo, um elétron saltando de K para L 17. deve:

absorver uma energia Ea) 1.

absorver uma energia Eb) 2.

absorver uma energia (Ec) 1 + E2).

absorver uma energia (Ed) 2 – E1).

devolver uma energia (Ee) 2 – E1).

Com relação ao teste anterior, quando o elétron retorna 18. de L para K, deve:

perder a massa e ganhar energia.a)

emitir energia na forma e ondas eletromagnéticas.b)

devolver energia (Ec) 2 + E1).

devolver energia (Ed) 2 – E1).

devolver energia Ee) 2.

Se contarmos o número de elétrons do cátion 19. férrico 26Fe3+ e do átomo de vanádio 23V no estado fundamental, veremos que são iguais, 23. Podemos então afirmar que suas distribuições eletrônicas também são iguais?

Programa energia solar

A conversão da energia solar em energia elétrica se dá pela incidência direta da luz solar sobre painéis compostos por células de material semicondutor (normalmente silício), através do chamado efeito fotovoltaico. Os fótons provenientes da radiação solar exci-tam a estrutura elétrica do semicondutor, promovendo o deslocamento de elétrons. Os elétrons excitados são coletados nos terminais da célula, gerando uma corrente contínua.

Outro aproveitamento bastante comum da luz solar é a energia termosolar, ou seja, transformação da luz em calor. Neste caso, a luz incide diretamente sobre um metal espe-cialmente tratado (cobre), que está em conta-to direto com a água. O calor gerado no metal é transferido para a água, aquecendo-a.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Determine a configuração eletrônica do cobre (Z 20. = 29) tomando-se por base o cerne do gás nobre precedente.


11EM

_1S_

QU

I_00

5

1.

1sa) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 2-8-18-7

1sb) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 2-8-8-1

1sc) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 2-8-13-2

1sd) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4 2-8-18-18-6

A = 232.

Z = 163.

4.

1sa) 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5

1sb) 2 2s2 2p6 3s2 3p6

B5.

D6.

C7.

B8.

C9.

E10.

11.

[Kr] 4da) 10 5s2

[Xe] 4fb) 14 5d10 6s2 6p4

[Xe] 6sc) 1

[Ar] 3dd) 3 4s2

12.

[Ar] 3da) 6

[Ar] 3db) 5

[Ne] 3sc) 2 3p6

[Ar] 3dd) 10

13.

85a) At

31b) Ga

40c) Zr

26d) Fe

D14.

B 15. Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,


12 EM

_1S_

QU

I_00

5

Não/Sim, qualquer elemento.16.

C ou A17.

Sc18. +++

A = 65 e Z = 3019.

A20.

B1.

C2.

D3.

B4.

E5.

B6.

A e C7.

A e C 1s8. 2 2s2 2p4, B 1s2 2s2 2p5

9.

1sa) 2 2s2 2p6

Houve uma perda de dois elétrons, os quais saíram b) do subnível 3s.

D10.

E 11.

12.

[Kr] 4da) 10 5s1

[Ar] 3db) 9

E13.

D14.

C15.

A16.

D17.

B18.

Não, elas são diferentes.19.

[Ar]3d20. 10 4s1


1EM

_1S_

QU

I_00

6

Números quânticos e hibridação

O princípio da incerteza deixa clara a impossi-bilidade de determinar a exata trajetória do elétron a partir da energia e da velocidade. Por esse motivo, buscou-se, então, trabalhar com a provável região onde é possível encontrá-lo.

Erwin Schröndinger, baseado nesses dois prin-cípios, criou o conceito de orbital.

(Disponível em: <terravista.pt/AguaAlto/2019/

Qu%C3%ADmica/estrutura_at%C3%B4mica.htm>)

(Cd

rom

En

cicl

opéd

ia E

nca

rta.

Mic

roso

ft, 1

999)

Número quântico secundário ou azimutal ()

O número quântico azimutal, representado por , especifica a subcamada (indica a energia do elé-tron no subnível) e, assim, a forma do orbital. Pode assumir os valores 0, 1, 2 e 3, correspondentes às subcamadas s, p, d, f.

Subnível s p d f

Número quântico secundário ou azimutal ( )

0 1 2 3

Número quântico magnético (m)

Localiza o elétron no orbital e dá a orientação espacial dos orbitais.

Orbital é a região em que é mais provável encontrar um életron.

Cada subnível comporta um número variável de orbitais, de acordo com o diagrama energético mais completo.

Nesse diagrama, cada orbital é representado simbolicamente por um quadrado ou círculo.

Os subníveis (degraus) “s”, “p”, “d”, “f” contêm sucessivamente 1, 3, 5, 7 (sequência de números ímpares) orbitais.


2 EM

_1S_

QU

I_00

6

s ⇒

p ⇒

d ⇒

f ⇒

Os orbitais são identificados pelo chamado nú-mero quântico magnético (m). Num dado subnível, o orbital central tem o número quântico magnético igual a zero; os orbitais da direita têm m = + 1, + 2, + 3; os da esquerda têm m = - 1, - 2, - 3.

s ⇒ m = 0

p ⇒m = -1 0 +1

d ⇒m = -2 -1 0 +1 +2

f ⇒m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3

A representação dos elétrons no orbital se faz através de setas. O primeiro elétron é representado por uma seta ascendente ( ).

Os elétrons são distribuídos em um átomo se-gundo uma regra conhecida como regra de Hund: ao ser preenchida uma subcamada, cada orbital dessa subcamada recebe inicialmente apenas um elétron; somente depois de o último orbital dessa subcamada ter recebido seu primeiro elétron co-meça o preenchimento de cada orbital semicheio com o segundo elétron.

Exemplo `

Subnível p com 2 elétrons

correto errado

O elétron de maior energia, chamado elétron de diferenciação, é o último elétron distribuído no preenchimento dos orbitais, de acordo com a regra de Hund.

Importante lembrar que os átomos terão um certo conjunto de orbitais atômicos independen-temente de possuir elétrons ou não, em outras palavras, um orbital atômico não deixa de existir só porque está vazio.

Formato dos orbitais

O orbital s possui forma esférica e uma única orientação.

Orbital s

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Os orbitais p possuem forma de halteres.

3 orbitais p – 3 orientações: px; py; pz.

Orbital px

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Orbital py

IESD

E B

rasi

l S.A

.


3EM

_1S_

QU

I_00

6

Indica o sentido de rotação do elétron. Só exis-tem duas possibilidades, dois sentidos de rotação, convencionalmente indicados por 1

2– e 12+ .

– 1/2 + 1/2

ms = + 1/2 ms = – 1/2

A representação dos elétrons no orbital se faz com setas que indicam o spin: por convenção, o primeiro elétron é representado por uma seta as-cendente ( ) e corresponde ao spin negativo ( S =

12– ); a seta descendente ( ) corresponde ao spin

positivo ( S = 12+ ).

TextoZébrulo é pônei ou é zebra?

Animal híbrido que nasceu na Grã-Bretanha tem as manchas do pai e o focinho da mãe.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Nascida numa fazenda da Inglaterra, esta zé-brula chamada Tilly é um híbrido, resultado do cruza-mento de um pônei fêmea com uma zebra macho.

Segundo o Aurélio, se Tilly fosse filha de um cavalo com uma zebra fêmea, seria uma zebroide. Neologismos à parte, ninguém ficou mais surpreso de ver a égua dar à luz a uma potrinha listrada do que seus proprietários, Karen e Jim Pete. Eles não faziam ideia que a mãe de Tilly estava prenha quando a ad-quiriram de um parque de vida selvagem onde era mantida no mesmo cercado com uma zebra macho.

Cruzamentos híbridos não chegam a ser rarís-simos, mas ocorrem entre poucas espécies, a cria nem sempre sobrevive e é invariavelmente estéril.

Orbital pz

IESD

E B

rasi

l S.A

.orientações: px; py; pz.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Os orbitais d e f são bem mais complicados e não serão estudados.

Número quântico spin (s)Os números quânticos spin caracterizam-se pelo

magnetismo gerado pela rotação dos elétrons.

Elétrons de spins paralelos (iguais) se repe-lem.

Elétrons com spins antiparalelos (diferentes) podem ficar dois no mesmo local.

IESD

E B

rasi

l S.A

.


4 EM

_1S_

QU

I_00

6

Como o material hereditário dos cavalos é composto por 64 cromossomos e das zebras por 44, Tilly terá um total de cromossomos intermediário entre um número e o outro.

O mais famoso dos híbridos é o burro, também chamado de mula ou jegue, resultado da cruza do cavalo (Equus caballus) com o jumento (Equus sinus). O jumento tem grande valor comercial pois alia a força do cavalo à resistência do jumento, sendo um animal ideal para transporte de cargas, ainda hoje, no Nordeste.

HibridaçãoA palavra hibridação faz lembrar o fenômeno

genético: duas espécies diferentes cruzam-se e nasce uma nova espécie, com características diferentes das anteriores.

Os orbitais atômicos podem ter diversas formas, conforme seja o subnível desse orbital.

Às vezes podem dois ou mais orbitais fundirem-se, surgindo novos orbitais diferentes dos anteriores. Dizemos então que ocorreu a hibridação ou hibridi-zação desses orbitais.

Teoria da hibridação dos orbitais

Para exemplificar essa teoria, vamos utilizar o elemento carbono:

O átomo de carbono, em seu estado fundamen-tal, apresenta a seguinte configuração eletrônica para seus orbitais:

Estudo fundamental do carbono:

1s2 2s2 2p2

Por esse esquema podemos perceber que só seria possível para o carbono estabelecer duas li-gações, uma vez que existem apenas dois elétrons desemparelhados.

Experimentalmente, porém, verificou-se que o carbono faz sempre quatro compartilhamentos ele-trônicos, e não dois, como era de se esperar.

Para explicar esse fato, na década de 1930, surgiu a teoria da hibridação dos orbitais, que não

se aplica exclusivamente ao átomo de carbono, mas merece destaque nele, pois o carbono apresenta vários tipos de hibridação.

A partir da sua configuração eletrônica no estado fundamental, o carbono promove um dos elétrons do orbital 2s para o orbital 2pz, que estava “vazio”, pas-sando agora para um estado ativado. Veja:

Estado ativado do carbono:

1s2 2s1 2p3

No estado ativado o carbono pode sofrer três tipos de hibridação, dependendo dos tipos de ligação que ele estabelecerá com outros átomos.

Hibridar ou hibridizar significa alterar a forma dos orbitais 2s (esférica), 2px, 2py e 2pz (halteres). Todos os orbitais citados, quando híbridos, adqui-rem a forma abaixo:

2s1

1s2

2p3

estado excitado ou ativado

2px1 2py12pz1

Hibridação tetraédrica ou sp3

O elétron do orbital do subnível 2s ganha ener-gia e passa a ocupar um orbital mais energético, e os elétrons dos orbitais 2px, 2py e 2pz do subnível p perdem energia e passam a ocupar, cada um, orbitais de menor energia (comparar os quadros a seguir).

Os quatro orbitais híbridos são denominados de sp3 e os elétrons passam a ter a mesma energia.


5EM

_1S_

QU

I_00

6

2s1

1s2

2p3


2px12py12pz1

2s0

1s2

2p0

carbono híbrido em sp3

2px0 2py02pz0

sp3

Trata-se de carbono “saturado” (ligações sigma)

C 2p3 – C – 2p3

2p3

2p3

IESD

E B

rasi

l S.A

.

A configuração especial do carbono híbrido em sp3 tetraédrica. Número de orbitais híbridos = 4.

Ângulos entre os orbitais híbridos = 109º 28´ (ou 109,5o).

Exemplos `

Molécula de metano (CH4): molécula tetraédrica formada por ligações sigma entre orbitais s do hidrogênio e orbitais híbridos sp3 do carbono.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Então, na molécula de metano, temos quatro ligações sigma do sp3-s.

A simbologia para este tipo de situação é dada assim: σ(sp3-s), onde sp3 vem do C e s vem do H.

H – C – H

H

H

H – C – H ss

Hs

Hs

sp3

Molécula de etano (H3C – CH3):

IESD

E B

rasi

l S.A

.

C C

Já na molécula de etano, percebemos que há uma ligação frontal sp3-sp3 que faz com que os átomos de carbono se liguem.

A notação para esta situação é: (sp3-sp3).

A ligação com o H não muda em essência, continuando a ser (sp3-s).

H – C – C – H

H

H

H

H

H – C – C – H

H

H

H

H

s s

s s

s ssp3 sp3

Hibridação trigonal plana ou sp2

O elétron do orbital do subnível 2s ganha ener-gia e passa a ocupar um orbital mais energético, e os elétrons dos orbitais 2py e 2pz do subnível p perdem energia e passam a ocupar, cada um, orbitais de me-nor energia (comparar os quadros a seguir).


6 EM

_1S_

QU

I_00

6

Os três orbitais híbridos são denominados de sp2 e os elétrons passam a ter a mesma energia. O elétron que permaneceu no orbital 2px é chamado de “p puro“ e possui energia superior à dos orbitais híbridos.

2s1

1s2

2p3


2px12py1 2pz1

2s0

1s2

2p1

carbono híbrido em sp

2px12py02pz0

sp2

Trata-se de carbono “insaturado“ com uma dupla ligação e duas ligações simples (três ligações do tipo sigma e uma do tipo pi).

C = sp2

sp2C

IESD

E B

rasi

l S.A

.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

sp2

p

A configuração espacial do carbono híbrido em sp2 é trigonal plana.

Número de orbitais híbridos = 3 – no plano trigo-nal. Número de orbitais “p puro” = 1 – perpendicular ao plano trigonal.

Ângulo entre os orbitais híbridos = 120º.

Exemplos `

Molécula de eteno (H2C = CH2)

H

H

H

H120º

Orbital sp2

ETENO(ETILENO)

Orbital 2p

Enlace Enlace

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Notamos que entre os átomos de carbono temos uma ligação frontal, a (sp2-sp2) e entre os carbonos e hidro-gênios temos (sp2-s). Mas surge agora uma outra forma de ligação que ocorre entre orbitais que não podem gerar uma simetria circular no eixo de ligação. É uma ligação entre orbitais paralelos, mais fraca que a ligação sigma, chamada de ligação pi ( ). Por causa dessa ligação, os átomos de carbono não podem girar livremente sem quebrar as ligações.

HCH

HH

HS HS

HS – Csp2 =Csp2 – HS

Hibridação linear plana ou spO elétron do orbital do subnível 2s ganha ener-

gia e passa a ocupar um orbital mais energético, e o elétron do orbital 2pz do subnível p perde energia e passa a ocupar um orbital de menor energia (com-parar os quadros abaixo).

Os dois orbitais híbridos são denominados de sp e os elétrons passam a ter a mesma energia. Os elétrons que permanecem nos orbitais 2px e 2py são chamados de “ p puro “ e possuem energia superior a dos orbitais híbridos.

2s1

1s2

2p3


2px1 2py1 2pz1


7EM

_1S_

QU

I_00

6

2s0

1s2

2p2

carbono híbrido em sp

2px1 2py1 2pz0

sp0

Trata-se de carbono “insaturado” com duas du-plas ligações ou com uma tripla e uma simples (duas ligações do tipo sigma e duas do tipo pi).

C C

IESD

E B

rasi

l S.A

.

A configuração espacial do carbono híbrido em sp é linear plana.

Número de orbitais híbridos = 2 – no plano linear.

Número de orbitais “p puro” = 2 – perpendicu-lares ao plano linear e perpendiculares entre si.

Ângulo entre os orbitais híbridos = 180º.

Exemplo `

Molécula de etino (HC ≡ CH)

H – C H – C Etino

(Acetileno)

II II

Enlace Enlace

Div

ulg

ação

das

sig

ny.

O sentido original, o verdadeiro sentido, é o tato.

Os olhos se especializaram em tocar a luz.

Os ouvidos se especializaram em tocar as vibrações do ar, os sons.

O paladar em sentir o sabor duma comida francesa.

O nariz em respirar o perfume das flores.

Um átomo não vê, não ouve, não cheira, não savora, mas mesmo assim percebe um outro átomo, sua distância e sua natureza, toca a presença do outro átomo.

Através do sentido do tato podemos per-ceber o Universo como o Universo percebe. O Universo vai compreender e materializar o que escolhemos.

Se cantarmos realmente essa canção.

Tocar a Canção da Vida

Toque, com sua sensibilidade, com sua imaginação toque o que você quer conhecer, toque o que você quer ver acontecer, sinta, sinta o que você quer conhecer, sinta o que você quer ver acontecer, com seu corpo inteiro sonhe o que você quer conhecer, o que você quer acontecer. Para conhecer a distância no sentir não tem distância,


8 EM

_1S_

QU

I_00

6

Estava sendo proposta a Teoria da Ligação de Valência, fundamental para o entendimento da formação, da estabilidade, do comportamento das moléculas e, portanto, das substâncias.

Linus Pauling é um gigante do nosso século e deve ser lembrado pelo seu desempenho magnífico como cidadão de seu tempo e pesquisador sério. Ainda nos anos 1950, ele foi confrontado com Van Vleck, que propôs a Teoria de Orbitais Moleculares para explicar a formação das moléculas. Essa teoria tem sólida base matemática, enquanto a Teoria de Pauling explica os fenômenos e depois procura as equações. Van Vleck afirmou: “eu nunca fiz uma con-tribuição para a Física que não pudesse ser obtida a partir de equações!”, e Pauling respondeu: “eu nunca fiz uma contribuição que não viesse de uma nova ideia. Aí sim, eu procurava a equação que ajudasse a sustentar a ideia!”

Hibridação sp no berílio (4Be)

Estado fundamental do berílio1s2 2s1

Estado ativado do berílio

1s2 2s1 2p1

Dar-se-á uma hibridação do tipo sp.

1s2 1s2 2”sp”

Quando o berílio se liga ao hidrogênio temos uma hibridação “sp” com 2 orbitais híbridos incom-pletos. Portanto, 2 átomos de hidrogênio podem ligar-se, formando a molécula BeH2.

é como um lago quando você nada, essa água fluindo ao longo do seu corpo, essa sensação da água. Você precisa estar lá com sua totalidade, você precisa ser o que você quer. O Universo é uma festa, é um movimento, é um mais e mais. Sonhe com a totalidade da sua alegria. Essa paisagem é você, é seu corpo. Deixe o perfume das flores tocar você, penetrar você, ser você. Tudo, em todos os lugares, sempre é uma festa, é você.

(Disponível em: <www.dassigny.com.br/tocar1.shtml>.)

Hibridação em outros elementos

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Pauling publicou em 1931 o trabalho consi-derado por ele como o mais importante, propondo que, antes da ligação, os orbitais dos átomos fazem combinações, sofrendo alterações de geometria e de energia, gerando os orbitais híbridos, para então se ligarem e formarem as moléculas.

Esse modelo explicou, de modo absolutamen-te claro, a geometria das ligações dos compostos orgânicos, cujo principal componente é o átomo de carbono.

Orbitais de átomos de todos os elementos químicos podem sofrer hibridização, mas o efeito é notável nos compostos orgânicos, importantes por seu papel nos processos ligados à vida.

Depois, Pauling continuou a explicar a forma-ção das moléculas, começando pela mais simples, a molécula de hidrogênio, com apenas dois átomos, e generalizando para os demais casos.


9EM

_1S_

QU

I_00

6

Be

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

HH

Molécula de hidreto de berílio (BeH2): molécula formada por mais ligações sigma entre orbitais s do hidrogênio e orbitais híbridos sp do berílio.

Hibridação sp2 no boro (5B)

Estado fundamental do boro.

1s2 2s2 2p1

Estado ativado do boro.

1s2 2s1 2p2

Dar-se-á uma hibridação do tipo sp2.

1s2 2 ”sp2”

Quando o berílio se liga ao hidrogênio, temos uma hibridação “sp2” com 3 orbitais híbridos in-completos. Portanto, 3 átomos de hidrogênio podem ligar-se formando a molécula BH3.

B

H

H

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molécula de hidreto de boro (BH3): molécula formada por ligações sigma entre os orbitais s do hidrogênio e orbitais híbridos sp2 do boro.

Outros orbitais molecularesOrbital molecular sigma ou ligação sigma re-

sulta da interpenetração, num mesmo eixo, de dois orbitais atômicos semicheios, um de cada átomo de ligação, com elétrons de spins opostos.

Orbital molecular pi ou ligação pi resulta da interpenetração em paralelo de dois orbitais atômi-cos semicheios, um de cada átomo da ligação, com elétrons de spins opostos.

Molécula de hidrogênio (H2)

1H 1s1 1s1 1H

Imagine dois átomos de hidrogênio, cada qual com seu único elétron, contido no também único orbital normalmente disponível ao hidrogênio.

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

H

... agora aproxime os átomos, de forma que suas “nuvens” eletrônicas se entrelacem...

H H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

... e temos aí a nova região, comum a ambos os átomos, e contendo o par de elétrons da ligação.

H (s – s) H

Molécula de cloro (C 2)

C

núcleo de C

C (p – p) C

17C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 3p5 3s2 2p6 2s2 1s 17C

IESD

E B

rasi

l S.A

.


10 EM

_1S_

QU

I_00

6

Molécula de cloro (C 2): molécula formada por ligação sigma entre orbitais p.

Molécula de ácido fluorídrico (HF)

1H 1s1 2p5 2s2 1s2 9F

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molécula de fluoreto de hidrogênio (HF): mo-lécula formada por ligação sigma entre orbital s do hidrogênio e p do flúor.

Molécula de nitrogênio (N2)

7N 1s2 2s2 2p3 2p3 2s2 1s2 7N

Ligação

N N” p – p”

lig.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molécula de nitrogênio (N2): molécula formada por uma ligação sigma e duas ligações pi entre orbi-tais p do nitrogênio.

Molécula da amônia (NH3)

1H 1s1

1H 1s1

1H 1s1

7N 1s2 2s2 2p3

IESD

E B

rasi

l S.A

.

H

H

H

N

amônia

Molécula de amônia (NH3): molécula formada por ligações sigma entre os orbitais s do hidrogênio e p do nitrogênio.

Molécula da água (H2O)

1H 1s1

1H 1s1

8O 1s2 2s2 2p4

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molécula de água (H2O): molécula formada por duas ligações sigma entre orbitais s do hidrogênio e orbitais p do oxigênio.

Fogo-fátuo e gases do pântano

O chamado fogo-fátuo é uma chama pálida e azulada que ocorre devido à combustão es-pontânea de gases resultantes da decomposi-ção de matéria orgânica.

Quando um corpo orgânico começa a en-trar em putrefação, ocorre a emissão do gás metano (CH4).


11EM

_1S_

QU

I_00

6

2pa) 3

Solução: `

O número 2 indica o número quântico principal n = 2

A letra p corresponde ao subnível = 1

m = +1

Resposta: n = 2, = 1, m = +1

4db) 2

Solução: `

O número 4 indica o número quântico principal n = 4

A letra d corresponde ao subnível = 2

m = -1

Resposta: n = 4, = 2, m = -1

Dê o número atômico do elemento que possui o elétron 3. diferenciador com os seguintes números quânticos:

n = 2, a) = 1, m = +1, s = 12

–

Solução: `

n = 2, b) = 1, m = +1, s = 12

–

+1

... 2p3 logo: 1s2 2s2 2p3 Z = 7

Os exercícios de 4 a 7 referem-se à ligação entre dois carbonos identificados, respectivamente, por x e y. Responda-os com uma das seguintes alternativas:

(A) ligação (sp3 – sp3)

(B) ligação (sp3 – sp2)

(C) ligação (sp2– sp2)

(D) ligação (sp2– sp)

(E) ligação (sp3 – sp)

4.

Hx

( E ) H – C C – C – H

H

y

5. ( B ) H – C – C = C – H

H

Hx

Hy

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.O metano, em condições especiais de

pressão e temperatura, em local não ventila-do, começa a sair do solo e se misturar com o oxigênio do ar.

Em uma porcentagem de aproximadamente 28%, o metano se inflama es-pontaneamente, sem ne-cessidade de uma faísca. Forma uma chama azu-lada, de curta duração, gerando um pequeno ruído. Se a pessoa estiver perto e sair correndo, devido ao deslocamento do ar, a chama “irá atrás...”

Se uma pessoa estiver perto do cadáver justamente quando ocorrer um fogo-fátuo e ela não morrer de susto e não conhecer o fenôme-no, passará a vida inteira jurando que viu um fantasma...

Fogo-fátuo (de origem animal) e gases do pântano (de origem vegetal) são fenômenos idênticos.

Qual é o número de elétrons desemparelhados e qual o 1. número de orbitais completos existentes no 19K?

Solução: `

Distribuição eletrônica: 19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s 1

Distribuição eletrônica nos orbitais:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s1

1 orbital incompleto

Logo temos 1 elétron desemparelhado e 9 orbitais com-pletos.

Determine os valores de n, 2. e m para o elétron de diferenciação nas seguintes indicações:

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.


12 EM

_1S_

QU

I_00

6

6. ( B ) H – C = C – C - C

H Brx

Hy

C

7.

H

H Hx

Hy

( C ) H – C = C – C = C – H

O composto 8. H – C = C – C – C C – H

C

H H H

(possui

quantas ligações sigma e quantas ligações pi?

Solução: `

8 ligações sigma e 3 ligações pi.

(UFPA) Numerar os tipos de ligação correspondentes às 9. seguintes moléculas e assinalar a resposta correta:

Br2 ( ) s – sp3

HC ( ) p – p

CH4 ( ) s – sp

BeH2 ( ) s – p

1 – 3 – 4 – 2.a)

3 – 1 – 4 – 2.b)

4 – 3 – 1 – 2.c)

1 – 4 – 2 – 3.d)

Solução: `

35Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5

p

Br2 p – p

1H 1s1

s

17C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

p

HC s – p

1H 1s1

s

6C 1s2 2s2 2p2 (fundamental)

6C 1s2 2s1 2p3 (ativado)

sp3

CH4 s – sp3

1H 1s1

s

4Be 1s2 2s2 (fundamental)

4Be 1s2 2s1 2p1 (ativado)

sp

BeH2 s – sp

Portanto:

1 – Br2 ( 3 ) s – sp3

2 – HCl ( 1 ) p – p

3 – CH4 ( 4 ) s – sp

4 – BeH2 ( 2 ) s – p

Letra B.

Determine os valores de n, 1. e o número de elétrons nas seguintes indicações:

1sa) 2

2pb) 6

Na camada N de um certo átomo existem 5 elétrons 2. no subnível = 1. Escreva a indicação simbólica cor-respondente.

Um átomo de certo elemento apresenta 2 elétrons na 3. camada O, no subnível cujo valor de é 3. Escreva a notação correspondente à distribuição eletrônica desse subnível.

Quais das indicações abaixo são possíveis?4.

6da) 3

2db) 4

5fc) 1

3fd) 5

Qual é o número de orbitais e o número máximo de 5. elétrons que a camada N pode conter?


13EM

_1S_

QU

I_00

6

Dê a distribuição eletrônica em orbitais para a camada 6. de valência dos seguintes átomos.

14a) Si

34b) Se

Dê a distribuição eletrônica em orbitais para o nível e 7. subnível mais energético dos seguintes átomos.

28a) Ni

69b) Tm

Determine os valores de n, 8. e m do elétron de diferen-ciação do átomo de alumínio (Z = 13).

Um dos subníveis da camada N está preenchido por 9. apenas um elétron, assim representado:

Determine os valores de n, ≡ e m desse elétron.

Um dos elétrons localizados em um subnível da camada 10. O de um átomo é assim representado:

Determine o valor de Z.

(Cefet) O último elétron distribuído na configuração 11. eletrônica de um átomo neutro, no estado fundamen-tal, possui o seguinte conjunto de números quânticos:

n = 4; = 1; m = +1 e s = 12

+ .

Sabendo-se que esse átomo possui número de massa igual a 84 e que, por convenção, o primeiro elétron a ocupar um orbital possui número quântico de spin igual

a 12

– , o número de nêutrons existentes no núcleo

desse átomo é:

48.a)

84.b)

36.c)

45.d)

33.e)

(Osec) O conjunto de números quânticos para o elétron 12. do nível N representado no esquema pode ser:

n = 5, a) = 2, m = -1, s = 12

+ .

n = 4, b) = 2, m = -1, s = 12

– .

n = 5, c) = 3, m = +1, s = 12

+ .

n = 4, d) = 2, m = +1, s = 12

+ .

Além de apresentar a hibridização sp13. 3, o carbono também apresenta orbitais híbridos dos tipos sp2 e sp. Analisando as moléculas:

I. H – C – C – C N

H

H O

II.

H

II. H – C – O – C – C – H

H

H

H

H

H

III. H – C = C – C

H H O

H

Quantos carbonos apresentam hibridização do tipo sp2?

1a)

2b)

3c)

4d)

5e)

(PUC) Quantas ligações pi, no total, existem no com-14. posto representado pela fórmula abaixo:

H – C C – C = C = C – C C – H

H

C – C – CH

HH

H

2a)

3b)

4c)

5d)

6e)

(PUC-Rio) Um composto é representado pela seguinte 15. fórmula estrutural:

H – C – C – C – C – H

H H H

H O H H

As hibridizações dos átomos de carbono do composto, contados da esquerda para a direita são:

spa) 3, sp, sp2, sp3.


14 EM

_1S_

QU

I_00

6

spb) 3, sp2, sp3, sp3.

spc) 3, sp2, sp2, sp3.

spd) 3, sp2, sp, sp3.

spe) 2, sp, sp2, sp2.

(Osec) As hibridações de orbitais sp, sp16. 2 e sp3 possuem, respectivamente, os seguintes ângulos:

120°, 109° 28’, 180°.a)

120°, 180°, 109° 28’.b)

109° 28’, 180°, 120°.c)

180°, 120°, 109° 28’.d)

180°, 109° 28’, 120°.e)

(Vunesp) Na molécula do propino:17.

H

H – C – C C – H

H

, o número de ligações sigma e de

ligações pi são, respectivamente:

2 e 2.a)

5 e 1.b)

5 e 2.c)

6 e 2.d)

7 e 1.e)

(Fuvest) Que tipos de ligações sigma possui a molécula 18. de:

H |H C H | C

[Dados: H (Z = 1); C (Z = 6); C (Z = 17)]

(PUC) 19. H – N – H , H – O – H e H – C – H

H H

H

são molécu-

las explicáveis por hibridação:

[Dados: H (Z = 1); C (Z = 6); N (Z = 7)]

spa)

spb) 2

spc) 3

d spd) 3

de) 2 sp3

(PUC) Na molécula de H – Br, a ligação entre o átomo 20. de hidrogênio e o de bromo é predominantemente:

[Dados: H (Z = 1) e Br (Z = 35)]

sigma (s – s).a)

pi (p – p).b)

sigma (s – p).c)

sigma (p – p).d)

pi (s – p).e)

(UFSE) O ácido barbitúrico é uma substância com ca-21. racterísticas hipnóticas e fórmula estrutural:

[Dados: H (Z = 1); C (Z = 6); O (Z = 8) e N (Z=7)]

H O \ // N – C H / \ / O = C I II C \ / \ N – C H / \\ H O

Qual é a hibridação dos carbonos I e II?a)

Indique o tipo de ligação sigma que une os carbo-b) nos aos nitrogênios presentes na molécula.

(Mackenzie) Se não houvesse hibridação, a fórmula do 22. composto de boro (Z = 5) e flúor (Z = 9) seria:

BFa)

BFb) 2

BFc) 3

BFd) 4

BFe) 5

(UERJ) Na composição de corretores do tipo 23. Liquid Paper, além de hidrocarbonetos e dióxido de titânio, encontra-se a substância isocianato de alila, cuja fórmula estrutural plana é representada por:

H H H | | |H – C = C – C – N = C = O | H

Com relação a esta molécula, é correto afirmar que o número de carbonos com hibridação sp2 é igual a:

1a)

2b)

3c)

4d)


15EM

_1S_

QU

I_00

6

O número máximo de elétrons num nível de energia de 1. número quântico n é:

na) 2

2nb) 2

nc) 2/2

n(n + 1)d)

n(n – 1)e)

O número máximo de elétrons num subnível de energia 2. de número quântico secundário ≡ é:

2a) + 1

2(b) + 1)

2(2c) + 1)

d) ( + 1)

e) ( + 1)/2

O preenchimento dos orbitais de um mesmo subnível é 3. feito de acordo com a regra:

de Pauling.a)

de Aufbau.b)

de Pauli.c)

de Hund.d)

de Moseley.e)

Em qual das alternativas está indicado corretamente o 4. preenchimento dos orbitais de um subnível d com seis elétrons?

a)

b)

c)

d)

e)

Dê a distribuição eletrônica em orbitais para o nível e o 5. subnível de maior energia dos seguintes átomos:

38a) Sr

84b) Po

Qual é o número atômico dos átomos cujos subníveis 6. de maior energia são:

3da) 7

4pb) 6

Quais são os números atômicos dos átomos cujos elé-7. trons de diferenciação têm os números quânticos:

n = 2, a) = 0, m = 0, elétron desemparelhado?

n = 4, b) = 2, m = -2, elétron emparelhado?

(Cefet) Dentre os conjuntos a seguir, que representam 8. os números quânticos n, e m, o único que não está correto é:

4, 1, 0a)

2, 0, 0b)

5, 2, -2c)

6, 1, +1d)

3, 2, -3e)

Dois elementos diferentes A e B têm o último elétron 9. de seus átomos (elétron de diferenciação) com os seguintes números quânticos: n = 3; = 2; m = 2. Sabendo que A é paramagnético e B é diamagnético, quais os seus números atômicos?

Leia o anúncio:10.

Detector de metais

Modelo MC89 da W-MEET

Div

ulg

ação

w-m

eet.

O modelo MC89 foi projetado para as áreas de segurança industrial, comercial, governa-mental e militar.

Div

ulg

ação

w-m

eet. Uso: exame de pessoas, pa-

cotes pequenos e médios, cartas, mercadorias stock ou trânsito, bolsas, pastas, bo-los, tortas ou pães contendo armas ou objetos cortantes. Evita o roubo de ferramen-tas etc.

Para ser usado em todas as áreas que envol-vam a detecção de metais de qualquer espécie,


16 EM

_1S_

QU

I_00

6

envolve um orbital atômico s e um orbital atômico c) p.

envolve um orbital atômico s e três orbitais atômi-d) cos p.

envolve dois orbitais atômicos s e um orbital atô-e) mico p.

(UFSC) Sobre o propadieno (aleno), cuja fórmula es-14. trutural segue:

H

H – C = C = C – H 1 2 3

H

Determine a soma das afirmações corretas.

(01) Os carbonos 1 e 3 são híbridos sp2.

(02) O carbono 2 é híbrido sp2.

(04) Temos 6 ligações ≡ e 2 π.

(08) São duas as ligações sigma sp2 – sp.

(16) São quatro as ligações sigma s – sp.

(32) O ângulo entre os orbitais híbridos do carbono 1 é 120o.

(64) O carbono 2 tem estrutura geométrica trigonal plana.

Soma ( )

(PUC) As ligações entre o H e o C no benzeno são do 15. tipo:

Observação

H

H

CH – C

H – CC

C – H

C – H

Benzeno

s – sp.a)

s – spb) 2.

s – spc) 3.

sp – spd) 2.

spe) 3 – sp2.

(PUC) Os ângulos formados entre os átomos de carbono 16. no butadieno -1,3, são de:

H – C = C – C = C – H

H H H H

90a) o e 90o.

109b) o 28’ e 109o 28’.

ferrosos, paramagnéticos e diamagnéticos. Os materiais se comportam de várias maneiras, sob campos magnéticos. Os diamagnéticos, como o alumínio e o cobre, os repelem, afas-tando as linhas de campo. Os paramagnéticos se comportam quase como o ar. Os ferromag-néticos concentram o campo, atuando como condutores magnéticos.

diamagnéticos (todos orbitais comple- •tos)

paramagnéticos (pelo menos um orbital •incompleto

ferromagnéticos: Fe, Co, Ni •

(ITA) Identifique a(s) afirmativa(s) errada(s) a respeito de um átomo neutro cuja configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p5 3s1:

o átomo não está na configuração mais estável.a)

o átomo emite radiações eletromagnéticas as b) passar a 1s2 2s2 2p6.

o átomo deve receber energia para passar a c) 1s2 2s2 2p5 3s1.

os orbitais 1s e 2s estão completamente preen-d) chidos.

na configuração mais estável o átomo é para-e) magnético.

Qual a hibridação que apresenta um orbital p puro?11.

(UEMT/UFRGS) Qual dos elementos a seguir, cujas es-12. truturas eletrônicas são apresentadas, teria capacidade de ligação nula, se não ocorresse hibridização?

1sa) 1.

1sb) 2 2s2.

1sc) 2 2s2 2p2.

1sd) 2 2s2 2p4.

1se) 2 2s2 2p5.

(PUC) Acredita-se que na formação do eteno13. H – C = C – H

H Hocorra hibridação de orbitais atômicos do carbono e o resultado final se traduz pela existência de seis ângulos de ligação iguais. Relativamente a essa hibridação pode--se dizer que:

forma ligações dirigidas para os vértices de um te-a) traedro.

forma ligações dirigidas para os vértices de um tri-b) ângulo equilátero.


17EM

_1S_

QU

I_00

6

120c) o e 120o.

90d) o e 109o 28’.

109e) o 28’ e 120o.

Mate sua curiosidade sem que ela te mate.17.

Cocaína

É uma das drogas ilegais mais consumi-das no mundo. A cocaína é um psicotrópico, pois age no Sistema Nervoso Central, isto é, sua atuação é no cérebro e na medula espi-nhal, exatamente nos órgãos que comandam os pensamentos e as ações das pessoas. Há dois tipos de envenenamento pela cocaína: um caracterizado pelo colapso circulatório e, o outro, pela intoxicação do Sistema Nervoso Central – o cérebro, que é o órgão da mente. A respiração primeiro é estimulada e, depois, de-cai. A morte advém devido ao colapso cardíaco. As alucinações cocaínicas são terríveis: no início, um pouco de prazer, mas, com o decor-rer do tempo, o usuário pode ouvir zumbidos de insetos, queixando-se de desagradável cheiro de carrapatos; sente pequenos ani-mais imaginários, como vermes e piolhos, rastejando embaixo de sua pele, e as coceiras ou comichões quase o levam à loucura. Nos casos agudos de intoxicação, pode haver perfuração do septo nasal, quando a droga é aspirada ou friccionada nas narinas; e queda dos dentes, quando a fricção for nas gengivas. A maneira como a cocaína é usada pode ter influência nos efeitos. Quanto mais rápido a cocaína é absorvida e enviada para o cérebro, maior será a euforia experimentada. O reforço do próprio uso e a possibilidade de efeitos co-laterais também são maiores.

Não jogue com a vida...

Div

ulg

ação

an

tid

rog

as.

Hemorragia intracerebral maci-ça associada ao uso da cocaína.

Div

ulg

ação

an

tid

rog

as.

Grande infarto cerebral devido ao uso de cocaína.

Div

ulg

ação

an

tid

rog

as.

Descolamento da placenta com hemorra-gia, podendo ocasionar morte fetal.

Um dos principais solventes orgânicos é a acetona, utilizada numa das etapas do refino da cocaína e que, por isso, tem sua comercialização controlada pela Polícia Federal.

A fórmula estrutural da acetona pode ser representada por:

H – C – C – C – H

H H

H H

O

Pede-se:

Quantas ligações sigma e pi existem em uma a) molécula da acetona?

Quais os tipos de hibridizações do carbono pre-b) sentes na acetona?

(PUC) O boro tem número atômico 5. Podemos concluir 18. que sua camada de valência tem:

2 elétrons com tendência à hibridação sp.a)

2 elétrons com tendência à hibridação spb) 2.

3 elétrons com tendência à hibridação sp.c)

3 elétrons com tendência à hibridação spd) 2.

3 elétrons com tendência à hibridação spe) 3.

(UFSC) Escreva os tipos de ligação sigma existentes 19. entre os átomos das moléculas abaixo:

H – H a)

H – Cb)

c) H – P – H

HH – S – H d)


18 EM

_1S_

QU

I_00

6

(UFBA) Com relação à molécula de gás carbônico ( O = C 20. = O), determine a soma das afirmações corretas:

(01) Seu carbono está hibridado na forma sp2.

(02) Temos duas ligações .

(04) Temos duas ligações (p – sp2).

(08) Apresenta duas ligações (p – sp).

(16) Suas ligações p são do tipo sp – sp.

(32) Não apresenta ligação .

Soma ( )

(Udesc) Quando um átomo hibridiza um orbital atômico 21. s com dois orbitais atômicos p, formam-se:

três orbitais híbridos spa) 3.

dois orbitais híbridos spb) 2.

quatro orbitais híbridos spc) 3.

três orbitais híbridos spd) 2.

(UFPB) Dentre as moléculas:22.

CI. - Be - C

II. H – P – H

H

O = C = OIII.

H – C IV. N

HV. 2C = C = CH2

[Dados: H (Z = 1); Be (Z = 4); C (Z = 6); N (Z=7); O (Z = 8); P (Z = 15); C (Z = 17)]. As alternativas que incluem pelo menos um átomo no estado de hibridização sp são somente:

IV e V.a)

I e IV.b)

I e III.c)

I, IV e V.d)

I, III, IV e V.e)

Fatos históricos do dia 30 de abril23.

Fim da Guerra do Vietnã

Em 1975, quando se completa a retirada norte-americana, o regime sul-vietnamita en-tra em colapso, incapaz de conter as ofensivas dos vietcongs e do Vietnã do Norte. Até que,

no dia 30 de abril, os comunistas tomaram a cidade de Saigon, pondo fim à sangrenta Guerra do Vietnã. Saigon passa a se chamar Ho Chi Minh.

Para os dois países as consequências da guerra foram eloquentes, chocantes mas naturalmente mais dolorosas para o povo vie-tnamita.

Durante a Guerra do Viet-nã se constatou que as florestas densas daquele local protegiam os nativos, que se ocultavam sob as árvores durante os bombardeios, dificultando o avanço dos norte-americanos e propiciando o ataque surpresa dos vietnamitas.

Para resolver esse problema, os Estados Unidos decidiram pulverizar as árvores com um desfolhante e utilizou-se o agente-laranja, uma substância altamente cancerígena, descon-siderando que os soldados norte-americanos também combatiam naquela área.

Observe a fórmula estrutural do agente- -laranja:

H O | // O – C – C | | \ C H OH // \ H – C C – C | || H – C C – H \\ / C | C

Qual(is) o(s) tipo(s) de hibridização encon-trado(s) no(s) átomo(s) de carbono desse composto?

Bry

an G

rig

sby.

(UFSC) Sobre a molécula do ácido acético (encontrado 24. no vinagre), esquematizada abaixo, determine a soma das afirmações corretas:

H

H – C – C – O – H

O

H1 2 5 6

3 4


19EM

_1S_

QU

I_00

6

(01) 1 é (s – p).

(02) 2 é (sp3 – sp2).

(04) 3 é (p – sp2) ou .

(08) 4 é ou (p – p).

(16) 5 é (p – sp2).

(32) 6 é (s – p).

Soma ( )


20 EM

_1S_

QU

I_00

6

1.

n = 1; a) = 0; número de elétrons = 2

n = 2; b) = 1; número de elétrons = 6

4p2. 5

5f3. 2

a e c4.

16 orbitais e 32 elétrons5.

6.

3sa) 2 3p2

↑↓ ↑ ↑

4sb) 2 4p4

↑↓ ↑↓ ↑ ↑

7.

3da) 8

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑

4fb) 13

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

n = 3; 8. = 1; m = –1

n = 4; 9. = 2; m = -2

Z = 9910.

A11.

D12.

D13.

E14.

B15.

D16.

E17.

18. : sp3 – s e : sp3 – p

C19.

C20.

21.

Carbono I: hibridação sp2. Carbono II: hibridação a) sp3.


21EM

_1S_

QU

I_00

6

Ligação b) do tipo (p – sp2).

A22.

B23.

B1.

C2.

D3.

C4.

5.

5sa) 2

6pb) 4

6.

27a)

36b)

7.

3a)

44b)

E8.

A (Z = 25); B (Z = 30)9.

E10.

sp11. 2

B12.

B13.

45 (01 + 04 + 08 + 32)14.

B15.

C16.

17.

9 ligações sigma e 1 ligação pia)

spb) 3 e sp2

D 18.

19. a) (s – s) b) (s – p) c) (s – p) d) (s – p)

02 + 04 + 08 = 1420.

D21.

E22.

Hibridização sp23. 2 e sp3.

02 + 04 + 16 + 32 = 24. 54


22 EM

_1S_

QU

I_00

6


23EM

_1S_

QU

I_00

6


24 EM

_1S_

QU

I_00

6


Documents

A eletrosfera: distribuição eletrônica - vestibulardauerj.com.br · 2 EM_1S_QUI_005 Subníveis Cada um dos níveis é decomposto em um de-terminado número de subníveis, que são