Aula 1 Estrutura Atomica e Evolucao Modelos Atomicos

ESTRUTURA ESTRUTURA ATÔMICAATÔMICA

A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

DEFININDO QUÍMICA� Química (do egípicio kēme (chem), significando “terra”) é a ciência

que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a

constituem, de suas características, propriedades combinatórias,

processos de obtenção, suas aplicações e sua identificação. Estuda a

maneira que os elementos se ligam e reagem entre si, bem como, a

energia desprendida ou absorvida durante estas transformações.

E S T U D O D A M A T E S T U D O D A M A T ÉÉ R I AR I A

DEFININDO MATÉRIA

� Matéria (vem do latim materia, substância física) é qualquercoisa que possui massa, ocupa espaço (física) e está sujeitaa inércia.

� A matéria é aquilo que existe, aquilo que forma as coisas e que pode ser observado como tal; é sempre constituída de partículas elementares com massa não-nula (como osátomos, e em escala menor, os prótons, nêutrons e elétrons).

EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS

� Há 2.450 de anos atrás ( 450 anos a. C. ), o Homem já se preocupavacom a constituição da matéria.

� Usavam apenas o pensamento filosófico para fundamentar seusmodelos e não utilizavam métodos experimentais para tentar explicá-los.


ModeloModelo atômicoatômico queque ""estestáá emem vigor" vigor" éé o o ModeloModelo dada

MecânicaMecânica QuânticaQuântica ouou dada MecânicaMecânica OndulatOndulat óóriaria

((ModeloModelo Orbital)Orbital)


De De DemDemóócritocrito ( 450 a. C. ) a ( 450 a. C. ) a DaltonDalton ( 1.808 d. C. ) ( 1.808 d. C. )

EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOSPor volta do sPor volta do sééculo V (a.C), na Grculo V (a.C), na Gréécia, acreditavacia, acreditava--se que toda matse que toda matééria ria era formada por 4 elementos:era formada por 4 elementos:

Ar Água

Terra Fogo

Úmido e frio

Quente e seco

Quente e úmido

Seco e frio

COMBINAÇÃO DOS 4 ELEMENTOS

Por volta de 400 a.C Leucipo e Demócrito

Átomo Demócrito (470 – 380 A.C.)

Defenderam a idéia de que a matéria era descontínua e composta por pequeníssimas partículas indivisíveis.

Modelo baseado apenas na intuição e na lógica.

Modelo proposto por Demócrito:� Toda a matéria é constituída por átomos e vazio (não

era compacta)

� O átomo é uma partícula pequeníssima, invisível, e que não pode ser dividida;

� Os átomos encontram-se em constante movimento;

� Universo constituído por um número infinito de átomos, indivisíveis e eternos;

� Segundo Demócrito: "as únicas coisas que existem sãoos átomos e os espaços entre eles.

Final do Século XVIIILavoisier e Proust iniciaram experiências relacionando entre si as massas das substâncias participantes das reações químicas.

Surgiram então as leis ponderais das reaçõesquímicas ( leis formuladas por Lavoisier, Proust, Dalton e Richter ).

1ª Lei: LEI DA CONSERVALEI DA CONSERVAÇÇÃO DA MASSA (Lavoisier)ÃO DA MASSA (Lavoisier)

““Na natureza, nada se cria, nada se perde, Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transformatudo se transforma””

Final do Século XVIII1ª Lei: LEI DA CONSERVALEI DA CONSERVAÇÇÃO DA MASSA (Lavoisier)ÃO DA MASSA (Lavoisier)

““Num sistema fechado, a massa total dos reagentes Num sistema fechado, a massa total dos reagentes éé igual igual àà massa massa total dos produtostotal dos produtos””

A + B A + B →→ X + YX + Y

Massa reagentes = Massa produtos Massa reagentes = Massa produtos

Final do Século XVIII2ª Lei: LEI DAS PROPORLEI DAS PROPORÇÇÕES CONSTANTES (Proust)ÕES CONSTANTES (Proust)

““Toda substância apresenta uma proporToda substância apresenta uma proporçção em massa constante em ão em massa constante em sua composisua composiççãoão””

Final do Século XVIII2ª Lei: LEI DAS PROPORLEI DAS PROPORÇÇÕES CONSTANTES (Proust)ÕES CONSTANTES (Proust)

4 : 1 : 5Proporção

48 g + 12 g → 60 gExperimento II

24 g + 6 g → 30 gExperimento I

2 Carbono + 6 hidrogênio → 1 etano

Dalton (1808)Séc. XIX – Dalton “ressuscita” A Teoria Atômica.

John Dalton

(1776 – 1844)

Na segunda metade do séc. XVIII, a Química sofreu uma grande evolução.Certos fatos não podiam ser explicados pela teoria de Aristóteles, como a Lei de Lavoisier: “A massa dos reagentes é igual à massa dos produtos”.Para explicar estes fatos Jonh Dalton propôs, em 1807, o primeiro modelo atômico científico.

1) Os átomos são partículas muito pequenas, maciças, indestrutíveis, impenetráveis e indivisíveis (modelo da Bola de Bilhar)

M odelo proposto por D alton:M odelo proposto por D alton:M odelo proposto por D alton:M odelo proposto por D alton:

FoiFoi criadocriado com base com base emem resultadosresultados experimentaisexperimentais,, sendosendo portantoportanto, , um um modelomodelo cientcientííficofico. .

2) Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em massa e em todas as outras propriedades

M odelo proposto por D alton:M odelo proposto por D alton:M odelo proposto por D alton:M odelo proposto por D alton:

EQUEQUÍÍVOCOVOCO (is(isóótopos)topos)

3) Diferentes elementos são constituídos de diferentes tipos de átomos, de massas diferentes.

4) Os átomos são indestrutíveis e as reações químicas não passam de reorganizações desses átomos.

5) Em uma combinação química, os átomos unem-se entre si em várias proporções, mas conservando suas respectivas massas.


De De DaltonDalton ( 1808 ) a Bohr ( 1913 ) ( 1808 ) a Bohr ( 1913 )

�� Simultaneamente aos trabalhos de Dalton se desenvolvia o estudoSimultaneamente aos trabalhos de Dalton se desenvolvia o estudosobre a natureza elsobre a natureza eléétrica da mattrica da matééria (inria (iníício do scio do sééculo XIX).culo XIX).

�� Em 1874, Em 1874, STONEYSTONEY admitiu que a eletricidade estava associada aos admitiu que a eletricidade estava associada aos áátomos e em 1891 deu o nome de tomos e em 1891 deu o nome de ELELÉÉTRONTRON para a unidade de carga para a unidade de carga eleléétrica negativa.trica negativa.

A descoberta da primeira partícula subatômica: o elétron

J. J. Thomson

(1856 - 1940)

Thomson realizou uma série de experiências utilizando um tubo de raios catódicos (tubo semelhante aos tubos existentes no interior dos televisores). Neste tubo, eram efetuadas descargas elétricas através de um gás rarefeito.

Tubo de raios catódicos(um feixe de partículas carregadas de carga elétrica negativa)

Em 1897 Thomson propõe novo modelo:Ao estudar as descargas no interior deste aparelho, Thomson, descobriu o elétron.

A descarga emitida tinha carga elétrica negativa Thomson provou que os elétrons eram corpúsculos, dotados de carga elétrica e de massa, que fazem parte de toda a matéria.

Observava-se uma fluorescência esverdeada devido à existência de partículas de carga negativa que saem dos átomos do cátodo.

CCáátodo (todo ( --)) Ânodo (+)Ânodo (+)

Elétrons (partículas com carga elétrica

negativa)

Esfera com carga elétrica positiva

Novo Modelo para o átomo proposto por Thomson

O átomo era uma esfera maciça de carga elétrica positiva, estando os elétrons dispersos na esfera.O número de elétrons

seria tal que a carga total do átomo seria zero.

Modelo de Pudim de Passas (1897)

A descoberta da segunda partícula subatômica: o próton

Ernest Rutherford

(1871 - 1937)

Rutherford, cientista neozelandês, estudou com J.J. Thomson.

Em 1908 realizou uma experiência que lhe permitiu propor um novo modelo atômico.

O RACIOCÍNIO DE RUTHERFORD.....Imaginemos um Imaginemos um CAIXOTE DE MADEIRA FECHADOCAIXOTE DE MADEIRA FECHADO cujo contecujo conteúúdo não do não conhecemos e que iremos atirar nele com uma conhecemos e que iremos atirar nele com uma METRALHADORAMETRALHADORA ;;

1ª. Hipótese: Se as balas : Se as balas ricochetearamricochetearam , não atravessando o caixote, , não atravessando o caixote, concluconcluíímos que dentro dele deve haver algo como mos que dentro dele deve haver algo como concreto ou ferroconcreto ou ferro macimaciççoo;;

2ª Hipótese: Se as balas o : Se as balas o atravessarematravessarem , conclu, concluíímos que ele deve mos que ele deve estar estar vaziovazio ou então ou então contcontéém materiais levesm materiais leves (isopor, serragem, similares);(isopor, serragem, similares);

3ª Hipótese: Por: Poréém, se m, se parte das balas passar e parte ricochetearparte das balas passar e parte ricochetear , , concluconcluíímos que materiais dos mos que materiais dos dois tipos devemdois tipos devem estar estar presentes presentes dentro do dentro do caixote.caixote.

Experiência de Rutherford (experiência do espalhamento de partículas alfa)

Bombardeou uma fina folha de Bombardeou uma fina folha de ouro com partouro com partíículas culas POSITIVASPOSITIVAS e e PESADASPESADAS , chamadas , chamadas αα, emitidas , emitidas por um elemento radioativo por um elemento radioativo chamado polônio.chamado polônio.

Resultados previstos segundo o modelo de Thomson:

Resultados obtidos:

As partículas αdeveriam atravessar as folhas de ouro sem

sofrer desvios.

A maior parte das partículas α comportava-se como esperado, mas um significativo número delas sofria desvios acentuados e

poucas partículas não atravessavam a folha de

ouro.

● ● ●● ●● ● ●

Experiência de Rutherford

Resultados da experiência de RutherfordPartículas α

Existe, no interior do átomo, uma região central positiva – o núcleo, que exerce fortes forças repulsivas sobre as partículas alfa.

Modelo proposto por Rutherford (1911):• O átomo é uma estrutura praticamente vazia, e não uma esfera maciça (DESCONTÍNUO); • A maior parte da massa do átomo se concentra em uma pequena reagião central denominada de Núcleo,dotado de carga positiva (desvio das partículas alfa), onde se concentra quase toda a massa do átomo (algumas partículas não atravessam o núcleo).• Elétrons com carga negativa movendo-se em volta do núcleo.

O átomo seria um sistema semelhante ao sistema solar.Modelo Planetário

(Sol representava o núcleo, e os planetas simbolizavamos elétrons girando em torno do núcleo))

� Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais do que uma carga positiva (próton);

� Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de repulsão muito fortes entre os prótons);

� Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas semelhantes aos prótons, porém sem cargas;

� Chadwick (1932) descobriu os nêutrons;

� Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os prótons (maior estabilidade no núcleo)

A descoberta da terceira partícula subatômica: o nêutron

VelVel óódromo: dromo: o ciclista

pode ocupar qualquer parte da

pista.

O modelo atômico O modelo atômico planetplanet áário: rio: elétrons

giram ao redor do núcleo, podendo ocupar qualquer

órbita existente.

MODELO ATÔMICO CLMODELO ATÔMICO CL ÁÁSSICOSSICO


NNúúcleo cleo PrPróótons (p) (+)tons (p) (+)

Nêutrons (n) (0)Nêutrons (n) (0)

EletrosferaEletrosfera ElEléétrons (e) (trons (e) (--))

O raio do NO raio do NÚÚCLEO CLEO éé cerca de 10.000 vezes menos que o raio do cerca de 10.000 vezes menos que o raio do áátomo. tomo.


CaracterCaracteríísticas fsticas fíísicas das partsicas das partíículas atômicas fundamentais:culas atômicas fundamentais:

01Nêutron

+ 11Próton

-11/1836 ~ ZEROElétron

Carga relativaMassa relativa (u)

u = unidade de massa atômica

Partícula

As diferenAs diferençças entre os as entre os áátomos acontecem em funtomos acontecem em funçção das diferentes ão das diferentes quantidades de partquantidades de partíículas formadoras.culas formadoras.


NNÚÚMERO ATÔMIZO (Z)MERO ATÔMIZO (Z)

Em 1913, MOSELEY percebeu que o Em 1913, MOSELEY percebeu que o comportamentocomportamento de cada de cada ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO estava relacionado com a quantidade de estava relacionado com a quantidade de cargascargas

positivas positivas existentes no nexistentes no núúcleo.cleo.

Assim, o nAssim, o núúmero de mero de prpr óótonstons , caracteriza cada elemento, sendo , caracteriza cada elemento, sendo denominado de denominado de NNÚÚMERO ATÔMICO (Z).MERO ATÔMICO (Z).

NNÚÚMERO ATÔMICO (Z)MERO ATÔMICO (Z) INDICA O NINDICA O NÚÚMERO DE MERO DE PRPRÓÓTONSTONS PRESENTES PRESENTES NO NNO NÚÚCLEO DE CADA CLEO DE CADA ÁÁTOMOTOMO

Z = pZ = p


Como o Como o ÁÁTOMO TOMO éé um sistema ELETRICAMENTE NEUTRO, temos:um sistema ELETRICAMENTE NEUTRO, temos:

prpr óótons = eltons = el éétronstrons

Exemplo:Exemplo:

ÁÁtomo de ctomo de cáálcio contlcio contéém em seu nm em seu núúcleo 20 prcleo 20 próótons. Qual o seu ntons. Qual o seu núúmero mero atômico?atômico?

Qual o nQual o núúmero de elmero de eléétrons?trons?

Z = p Z = p ⇒⇒ Z = 20Z = 20

Como p = e Como p = e ⇒⇒ e = 20 ele = 20 eléétronstrons


ÍÍONSONS

Os Os áátomos podem tomos podem PERDER ou ganhar ou ganhar ELELÉÉTRONSTRONS, originando novos , originando novos sistemas, carregados eletricamente: sistemas, carregados eletricamente: ÍÍONSONS..

ÍÍons ons ⇒⇒ p p ≠≠ ee

ÁÁtomo tomo PERDEPERDE eleléétrons trons ⇒⇒ CCÁÁTIONSTIONS

ÁÁtomo tomo GANHAGANHA eleléétrons trons ⇒⇒ ÂNIONSÂNIONS


ÍÍONSONS

CCáátiontion – íon com uma carga positivaSe um átomo neutro perder um ou + elétrons ele torna-se uma cátion.

Ânion – íon com uma carga negativaSe um átomo neutro ganhar um ou + elétrons ele torna-se um ânion.

it becomes an anion.

Na 11 prótons11 elétrons Na+ 11 prótons

10 elétrons

Cl 17 prótons17 elétrons Cl-

17 prótons18 elétrons


ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO

“É O CONJUNTO DE ÁTOMOS E ÍONS DE MESMO NÚMERO ATÔMICO”

NNÚÚMERO ATÔMICO MERO ATÔMICO ↔↔↔↔↔↔↔↔ ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO

A cada elemento quA cada elemento quíímico atribuimico atribui--se um se um NOMENOME; a cada nome atribui; a cada nome atribui--se um se um SSÍÍMBOLOMBOLO e, consequentemente, a cada se, consequentemente, a cada síímbolo corresponde um mbolo corresponde um NNÚÚMEROMEROATÔMICOATÔMICO..

17ClCloro

26FeFerro

11NaSódio

No atômicoSímboloElemento

ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO


NNÚÚMERO DE MASSA (A)MERO DE MASSA (A)

“É O NÚMERO DE PRÓTONS MAIS O NÚMERO DE NÊUTRONS”

A = p + nA = p + n

Exemplo:Exemplo:

ClCl p = 17p = 17

n = 18n = 18

e = 17e = 17

Z = 17Z = 17

A = p + n = 17 + 18 = 35A = p + n = 17 + 18 = 35

A = 35A = 35

XXAA

ZZ

ouou XXAA

ZZ


RELARELA ÇÇÕES ATÔMICASÕES ATÔMICAS

ISÓTOPOS: áátomos que apresentam o mesmo tomos que apresentam o mesmo nnúúmero atômico (Z); logo pertencem ao mesmo mero atômico (Z); logo pertencem ao mesmo elemento quelemento quíímico; mas diferem nos seus nmico; mas diferem nos seus núúmeros meros de massa (A).de massa (A).

Hidrogênio comumHidrogênio comum DeutDeutéériorio TrTríítiotio


RELARELA ÇÇÕES ATÔMICASÕES ATÔMICAS

ISÓBAROS: dois dois áátomos são considerados tomos são considerados isisóóbaros entre si quando apresentam o mesmo baros entre si quando apresentam o mesmo nnúúmero de massa (A) e diferentes nmero de massa (A) e diferentes núúmeros meros atômicos (Z).atômicos (Z).

ISÓTONOS: dois dois áátomos são considerados tomos são considerados isisóótonostonos entre si quando apresentam o mesmo entre si quando apresentam o mesmo nnúúmero de nêutrons (n) e diferentes nmero de nêutrons (n) e diferentes núúmeros meros atômicos (Z) e de massa (A).atômicos (Z) e de massa (A).

ISOELETRÔNICOS: áátomos que apresentam o mesmo ntomos que apresentam o mesmo núúmero de mero de eleléétrons.trons.


DEFINIDEFINIÇÇÃO DE MOLÃO DE MOL ÉÉCULAS E COMPOSTOSCULAS E COMPOSTOS

MOLÉCULAS: é um agregado de um ou mais átomos, que apresentam um arranjo definido, mantidos juntos por meio das ligações químicas.

Exemplos:Exemplos:

H2 H2O NH3 CH4

Uma molécula diatômica contém somente dois átomos:

H2, N2, O2, Br2, HCl, CO

O3, H2O, NH3, CH4

Uma molécula poliatômica contém mais do que dois átomos:


DEFINIDEFINIÇÇÃO DE MOLÃO DE MOL ÉÉCULAS E COMPOSTOSCULAS E COMPOSTOS

COMPOSTOS: Um composto é formado quando átomos ou moléculas de diferentes elementos se combinam. Em um composto, os elementos estão quimicamente combinados em uma proporção fixa.

Exemplos:Exemplos:Hidrogênio e oxigênio são combinados na proporHidrogênio e oxigênio são combinados na proporçção fixa de 2:1 ão fixa de 2:1 para formar o composto para formar o composto áágua [Hgua [H22O]. O].

Carbono e oxigênio são combinados na proporCarbono e oxigênio são combinados na proporçção fixa de 1:2 para ão fixa de 1:2 para formar o composto diformar o composto dióóxido de carbono [COxido de carbono [CO22]. ].

Declínio da teoria de RutherfodComo os elétrons têm carga negativa e o núcleo tem carga positiva, existe atração entre os elétrons e o núcleo, pois cargas elétricas opostas (negativa dos elétrons e positiva do núcleo) atraem-se.

Como explicar o fato de os elétrons não caíremsobre o núcleo?

Rutherford Rutherford contornoucontornou essaessa dificuldadedificuldade admitindoadmitindo queque osos eleléétronstronsgiravamgiravam emem tornotorno do do nnúúcleocleo emem óórbitasrbitas circularescirculares, a , a altaltííssimassimavelocidadevelocidade, de , de taltal modomodo queque a a aceleraaceleraççãoão centrcentríípetapeta desenvolvidadesenvolvida nessenessemovimentomovimento equilibrariaequilibraria a a atraatraççãoão exercidaexercida pelopelo nnúúcleocleo..

Declínio da teoria de RutherfodSurgiu, então, outra dificuldade: uma carga elétricanegativa (elétrons) em movimento ao redor de outracarga elétrica positiva estacionário (núcleo) emiteradiação constantemente, perdendo energia.

Se no fato citado os elétrons perdem energia porradiação ao entrar em movimento ao redor do núcleo, os elétrons vão gradativamente se aproximando do núcleo num movimento espiralado, acabando(logicamente) por colidir com ele.

EssaEssa dificuldadedificuldade ssóó foifoi superadasuperada com o com o surgimentosurgimento do do ModeloModelo AtômicoAtômico de de

Bohr, Bohr, emem 1913. 1913.

Niels Bohr (1913)

Niels Bohr

(1885 - 1962)

Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com Rutherford.

Tendo continuado o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, em 1913, o modelo atômico de Rutherford.

modelo de Rutherford era incompatível com algumas das teorias da Física ...

... uma partícula carregada movendo em uma trajetória circular deve perder energia

1º Postulado: A eletrosfera do átomo estádividida em regiões denominadas nnííveis ou veis ou camadascamadas , onde os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias, de modo a ter uma energia constante, ou seja, sem emitirem nem absorverem energia.

Modelo Atômico de BohrModelo Atômico de Bohr

2º Postulado: Cada um desses níveis possui um determinado valor de energia.

3º Postulado: Não é permitido a um elétron permanecer entre dois desses níveis.

Modelo Atômico de BohrModelo Atômico de Bohr

4º Postulado: Fornecendo energia (tFornecendo energia (téérmica, rmica, eleléétrica,...) a um trica,...) a um áátomo, um ou mais eltomo, um ou mais eléétrons a trons a absorvem e saltam para nabsorvem e saltam para nííveis mais afastados do veis mais afastados do nnúúcleo (cleo (mais energmais energééticosticos). Ao voltarem ). Ao voltarem ààs suas s suas óórbitas originais, devolvem a energia absorvida rbitas originais, devolvem a energia absorvida em forma de luz em forma de luz ⇒⇒ ondas eletromagnondas eletromagnééticas ticas ((ffóótonton). ).

5º Postulado: Ao voltarem Ao voltarem ààs suas s suas óórbitas rbitas originais, devolvem a energia absorvida em forma originais, devolvem a energia absorvida em forma de luz de luz ⇒⇒ ondas eletromagnondas eletromagnééticas ticas ((ffóótonton). ).

LUZÉ uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo e possui perturbações oscilantes dentro do campo visível do olho humano.

Exemplos:

Ondas do mar, Som, Onda sísmica,LuzLuz, Ondas de rádio,Raio X.

v = λλλλ. f

v: velocidadeλλλλ: comprimento de ondaf: freqüência

Espectro da LuzSe a luz de uma lâmpada comum atravessa um prisma, ela será decomposta em varias cores, obtemos assim o espectro da luz visível:

Espectro da Luz

APLICAAPLICA ÇÇÕES DO MODELO DE ÕES DO MODELO DE BOHR:BOHR:

FOGOS DE ARTIFFOGOS DE ARTIFÍÍCIOCIO

Um fogo de artifício é composto basicamente por:

1) Pólvora: mistura de enxofre, carvão e salitre

nitrato de potássio.

2) E por um sal de um elemento determinado: o

que irá determinar a cor da luz produzida na

explosão.

A pólvora, em fogos de artifício, possui:

�nitrato de potássio (KNO3);

�perclorato de potássio (KClO4) ou clorato de

potássio (KClO3).

Estes compostos são denominados oxidantes

e são altamente explosivos.

A luz produzida a partir da emissão de energia,

por um elétron excitado, que volta para o nível

de energia menos energético de um átomo.

(modelo de Bohr)

As cores das chamas para alguns elementos :Figura | Elemento | Cor da ChamaA | Sódio | Amarela intensaB | Cálcio | Amarela AvermelhadaC | Potássio | VioletaD | Bário | Amarela EsverdeadaE | Lítio | VermelhaF | Cobre | Verde Azulada

APLICAAPLICA ÇÇÕES DO MODELO ÕES DO MODELO DE BOHR:DE BOHR:

LUMINOSOS DE NEONLUMINOSOS DE NEON

� Os letreiros luminosos, muito usados em publicidade, utilizam principalmente gás neônio (Ne), por isso são conhecidos com luminoso de neon

� Os elétrons desse gás são excitados e, na sua volta à orbita original, emitem luz

Neônio (Ne) puro → luz vermelha

Neônio (Ne) + Gás carbônico (CO2) → luz violeta

Neônio (Ne) + Mercúrio (Hg) → luz azul

TONALIDADE DOS LUMINOSOS DE NEON

ESTUDO DA ESTUDO DA ELETROSFERAELETROSFERA

NNÍÍVEIS E SUBNVEIS E SUBNÍÍVEIS VEIS DE ENERGIADE ENERGIA

MODELO DE RUTHERFORD-BOHR

Sommerfeld (1916)

Os Níveis de Energia estariam divididos em regiões ainda menores (Subníveis de Energia)

Os subníveis são designados por letras minúsculas: s (sharp = nítido), p (principal), d(diffuse = difuso), f (fundamental), g, h e i, sendo esses 3 últimos ausentes no diagrama convencional.

Os subníveis suportam no máximo:

� · s - 2 elétrons.� · p - 6 elétrons.� · d - 10 elétrons.� · f - 14 elétrons.

Cada camada da eletrosfera é dividida em subníveis:

A camada K (2) é composta pelo subnível s.A camada L (8) é composta pelos subníveis s e p.A camada M (18) é composta pelos subníveis s, p, d.A camada N (32) é composta pelos subníveis s, p, d, f.A camada O (32) é composta pelos subníveis s, p, d, f.A camada P (18) é composta pelos subníveis s, p, d.A camada Q (8) é composta pelos subníveis s, p

DIAGRAMA DE DIAGRAMA DE LINUS PAULING: LINUS PAULING:

DISTRIBUIDISTRIBUIÇÇÃO ÃO DOS ELDOS ELÉÉTRONS TRONS EM ORDEM EM ORDEM CRESCENTE DE CRESCENTE DE ENERGIAENERGIA

O MODELO DE SUBNÍVEIS DE ENERGIA

• De acordo com a mecânica quântica o ELÉTRON de um átomo pode ser encontrado nas CAMADAS CONCÊNTRICAS que rodeiam o núcleo.

• Cada camada contém subcamadas conhecidas como SUBNÍVEL DE ENERGIA. Os ORBITAIS são agrupados nesses subníveis de energia.

+ próxima do núcleo

LinusLinus C. C. PaulingPauling quemquem apresentouapresentou a a teoriateoria atatéé o o momentomomento maismais aceitaaceita paraparaa a distribuidistribui ççãoão eletrônicaeletrônica ..

• Um ORBITAL nos indica a energia do elétron e a região do espaço emtorno do núcleo onde o elétron é mais provavelmente encontrado.

Subnível s

Subnível d

Subnível f

Subnível p

UmaUma caractercaracteríísticastica destasdestas camadascamadas éé queque cadacada umauma delasdelas possuipossui um um nnúúmeromero mmááximoximo de de eleléétronstrons queque podempodem comportarcomportar, , conformeconforme tabelatabela queque segue:segue:

8Q

18P

32O

32N

18M

8L

2K

Número máximo de elétronsCamada

PaulingPauling apresentouapresentou estaesta distribuidistribuiççãoão divididadividida emem nnííveisveis e e subnsubnííveisveis de de energiaenergia, , emem queque ososnnííveisveis sãosão as as camadascamadas e e osos subnsubnííveisveis divisõesdivisões destesdestes::

27s7Q

186d6p6s6P

325f5d5p5s5O

324f4d4p4s4N

183d3p3s3M

82p2s2L

21s1K

f14d10p6s2

Total de elétrons

SubnívelNívelCamada

• Cada ORBITAL ATÔMICO tem forma e energia características e ocupa umaregião no espaço.

• Quanto + perto o ORBITAL está do núcleo, menor é a sua energia.

O Princípio Aufbau é um conjunto de regras e princípios que regulam o preenchimento dos orbitais atômicos:

1) Os orbitais devem ser preenchidos em ordem crescente de energia. Esta podeser obtida seguindo as diagonais do Diagrama de Linus Pauling:

Distribuição de elétrons em um átomo

A distribuição eletrônica de um átomo refere-se àcolocação dos elétrons nos diversos níveis de energia, subníveis e orbitais


REGRAS PARA O ÁTOMO FUNDAMENTAL

1) Em um átomo neutro o no de elétrons é = ao número atômico (Z).

2) 0s elétrons vão sempre para o subnível de menor energia.

3) Em um orbital pode haver no máximo 2 elétrons e eles serão de SPINS OPOSTOS.

SPIN

ANTI-HORÁRIO

SPIN

HORÁRIO

4) Dados vários orbitais de mesma energia (mesmo subnível), o elétron vai para o orbital que estiver vazio.

5) A ordem de preenchimento dos subníveis é fornecido pelo DIAGRAMA DE PAULING


1s1s22 2s2s2 2 2p2p66 3s3s22 3p3p66 4s4s22 3d3d1010 4p4p66 5s5s22 4d4d22

Zircônio (Zircônio (ZrZr) ) ⇒⇒ Z = 40Z = 40

Note que o Note que o subnsubníívelvel 4s4s22 aparece antes do aparece antes do 3d3d1010, de , de acordo com a ordem crescente de energia.acordo com a ordem crescente de energia.

No entanto, a distribuiNo entanto, a distribuiçção pode ser feita ordenando os ão pode ser feita ordenando os subnsubnííveisveis existentes por nexistentes por níível (camada)vel (camada)

1s1s22 2s2s2 2 2p2p66 3s3s22 3p3p66 3d3d10 10 4s4s22 4p4p664d4d2 2 5s5s22

CUIDADO!CUIDADO! !!!!!!!!

O SUBNO SUBNÍÍVEL MAIS EXTERNO NEM SEMPRE VEL MAIS EXTERNO NEM SEMPRE ÉÉ O MAIS O MAIS ENERGENERGÉÉTICOTICO

Distribuição eletrônica de íons

1s1s22 2s2s2 2 2p2p66 3s3s11

ÁÁtomo de stomo de sóódio (Na) dio (Na) ⇒⇒ Z = 11Z = 11

Camada de Camada de valênciavalência

CCáátion de Nation de Na++ ⇒⇒ perdeu um elperdeu um eléétrontron

1s1s22 2s2s2 2 2p2p66 3s3s11 1s1s22 2s2s2 2 2p2p66

CCÁÁTIONTION

Distribuição eletrônica de íons

1s1s22 2s2s2 2 2p2p44

ÁÁtomo de oxigênio (O) tomo de oxigênio (O) ⇒⇒ Z = 8Z = 8

Camada de Camada de valênciavalência

Ânion de OÂnion de O22-- ⇒⇒ ganhou dois elganhou dois eléétronstrons

1s1s22 2s2s2 2 2p2p44 1s1s22 2s2s2 2 2p2p66

ÂNIONÂNION

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Aula 1 Estrutura Atomica e Evolucao Modelos Atomicos