Estrutura AtômicaEstrutura Atômica

Prof. MARCUS RIBEIROProf. MARCUS RIBEIRO

Íons:Íons:

• Definição: é o átomo que perdeu ou ganhou elétrons.

• Classificação:

Cátion (+): átomo que perdeu elétrons.

Ex. átomo: 11Na23 cátion Na+1 + e-

Ânion (-): átomo que ganhou elétrons.

Ex. átomo: 17Cl35 + e- ânion Cl-1

ExercíciosExercícios

1. Dê o número de prótons, elétrons e nêutrons das espécies a seguir:

ESPÉCIESESPÉCIES pp ee-- nn

2626FeFe5656

2626FeFe56 (+2)56 (+2)

1515PP31 (-3)31 (-3)

2. O que decide se dois átomos quaisquer são de um mesmo elemento químico ou de elementos químicos diferentes é o número de:

a) prótons b) nêutrons c) elétrons

d) carga. e) oxidação.

26

26

15 1618

24

26

30

30

Exercício de fixação:Exercício de fixação:

O elemento de número atômico 16 é constituído de vários nuclídeos, sendo que o mais abundante é o 32. Quantos prótons e nêutrons, respectivamente, possui esse nuclídeo?

a) 8 e 8.b) 8 e 16.c) 16 e 8.d) 16 e 16e) 24 e 8

São átomos com o mesmo número de PRÓTONS.

Exemplos:

6C12 e 6C14 8O15 e 8O16

1H1 1H2 1H3

Hidrogênio Deutério Trítio 99,98% 0,02% 10-7 %

ISÓTOPOS:ISÓTOPOS:

ISÓTOPOS

ISÓBAROS:ISÓBAROS:

São átomos com o mesmo número de MASSA

Exemplos:

18Ar40 e 20Ca40 21Sc42 e 22Ti42

ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de NÊUTRONS

Exemplos:

15P31 e 16S32 18Kr38 e 20Ca40

RESUMO:RESUMO:

ÁTOMO

Isótopos = Z (= p), A e n

Isóbaros Z (p), = A e n

Isótonos Z (p), A e = n

Obs. Existem ainda as chamadas espécies isoeletrônicas, que possuem o mesmo número de elétrons.

Exemplo: 11Na23(+1) 8O16(-2) e 9F19(-1)

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação: 1. Dados os átomos:

40A80 40B82 42C80

41D83

a) Quais são os isótopos?

b) Quais são os isóbaros?

c) Quais são os isótonos?

A - B

A - C

B - D

Tem-se três átomos genéricos A, B e C. De acordo com as instruções: A é isótopo de B / B é isóbaro de C / A é isótono de C

Calcule o n° de massa do átomo A, sabendo - se que o n° atômico de A é 21, o n° de massa de B é 45 e o número atômico de C é 22.

A B CA B CISÓTOPOS

ISÓTONOS

ISÓBAROS

21

2321 22

4544 4523

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

Tem - se dois átomos genéricos e isótopos A e B, com as seguintes características:

Determine a soma total do número de nêutrons dos dois átomos. (nA + nB)

Átomo N° Atômico N° de MassaA 3x - 6 5XB 2x + 4 5x - 1

Se os átomos são isótopos, então:Se os átomos são isótopos, então:

3x – 6 = 2x + 4 3x – 6 = 2x + 4

x = 10x = 10

Logo: Átomo A: 24p, massa: 50, 26 nêutronsLogo: Átomo A: 24p, massa: 50, 26 nêutrons

Átomo B: 24p, massa: 49, 25 nêutronsÁtomo B: 24p, massa: 49, 25 nêutrons

Total de nêutrons: 51Total de nêutrons: 51

Estrutura Atômica AtualEstrutura Atômica Atual

Bohr complementou o modelo atômico de Rutheford implementando a idéia de níveis ou camadas eletrônicas. Postulados:

1°) Os elétrons descrevem órbitas circulares em torno do núcleo atômico, sem absorverem ou emitirem energia.

2°) O elétron absorve uma quantidade definida de energia quando salta de um nível energético para outro mais externo, ao retornarem aos níveis originais, devolvem essa energia na forma de ondas eletromagnéticas.

) ) ) ) ) ) ) ) ) )

+

-

-

Números QuânticosNúmeros Quânticos Números Quânticos - Definem a

energia e a posição mais provável de um elétron na eletrosfera. São eles:

1. Número quântico Principal.

2. Número Quântico Secundário.

3. Número Quântico Magnético.

4. Número Quântico Spin.

Número Quântico Principal (Número Quântico Principal (nn))

Define o nível de energia ou camada:

) ) ) ) ) ) )) ) ) ) ) ) )K L M N O P Q

n = 1 2 3 4 5 6 7

Diagrama de Diagrama de Linus PaulingLinus PaulingNíveis

K 1

L 2

M 3

N 4

O 5

P 6

Q 7

e-

2

8

18

32

32

18

8

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

2 6 10 14

Max. de e-

s p d f

K

L

M

N

O

P

Q

2

8

18

32

32

18

8

1s2

2s2 2p6

3s2 3p6 3d10

4s2 4p6 4d10 4f14

5s2 5p6 5d10 5f14

6s2 6p6 6d10

7s2 7p6

1901-1994

Diagrama de LINUS PAULING

EXEMPLOSEXEMPLOS

01) 35Br80

1s2

1s2

2s22s2

2p62p6

3s2

3s23p6

3p64s2

4s2

3d10

3d104p5

4p5

K

L

M

NK 2 L 8 M18 N 7

02) 16S2- 18 elétrons

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

K 2 L 8 M 8

35 elétrons

Camada de valência

Camada de valência

03) 28Ni 28 elétrons

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

K 2 L 8 M16 N 2Camada de valência

DISTRIBUIÇÃO PARA CÁTIONS DE METAIS DE TRANSIÇÃO

04) 28Ni3+ 25 elétrons

DEVE-SE : 1) DISTRIBUIR OS ELÉTRONS DO ÁTOMO NEUTRO . 2) RETIRAR ELÉTRONS DA ÚLTIMA CAMADA. 3) RETIRAR ELÉTRONS DOS SUBNÍVEIS PERTENCENTES A ÚLTIMA CAMADA.

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

K 2 L 8 M16 N 2M153d7

05) 27Co4+ 23 elétrons

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7

K 2 L 8 M15 N 2M 13

3d5

EXERCÍCIOSEXERCÍCIOSFaça a distribuição por subníveis e níveis de Faça a distribuição por subníveis e níveis de energia para as seguintes espécies:energia para as seguintes espécies:

01) 38Sr88

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

K 2 L 8 M18 N 8 0 22 e- no subnível mais energético

2 e- na sua camada de valência

02) 9F1-

1s2 2s2 2p6

K2 L8

6 e- no subnível mais energético

8 e- na sua camada de valência

03) 25Mn2+

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

K 2 L 8 M13 N 2

Número Quântico Principal (Número Quântico Principal (nn))

Número máximo de elétrons por camada: n° max. e- = 2n2 .

Camada K L M N O P Q

n 1 2 3 4 5 6 7

n° max. e- 2 8 18 32 32 18 2

Obs. A expressão n° e- = 2n2, na prática só é válida até a quarta camada.

Número Quântico Secundário (Número Quântico Secundário (ll))

Define o subnível de energia: l = n –1, apenas quatro foram observados:

Subnível s p d f

l 0 1 2 3

n° max. e- 2 6 10 14

Obs. O Número máximo de elétrons por subnível é dado por: n° max. e- = 2(2 l +1)

Número Quântico Magnético (Número Quântico Magnético (mm))

Define a orientação espacial, região mais provável de se encontrar um elétron (orbital), m varia de – l a + l.

0

-1 0 +1

-2 -1 0 +1 +2

-3 -2 -1 0 +1 +2 +3

s(0) = 1 orbital

p(1) = 3 orbitais

d(2) = 5 orbitais

f(3) = 7 orbitais

Número Quântico Spin (Número Quântico Spin (ss)) Define o sentido da rotação do elétron

sentido horário s = - ½ anti-horário s = + ½

Horário Anti-horário

Distribuição Eletrônica Distribuição Eletrônica Linus PaulingLinus Pauling

Regras e pricípios gerais para distribuição dos elétrons no átomo:

1. Energia total do elétron: E = n + l.

2. O elétron tende a ocupar as posições de menor energia.

3. Princípio da Exclusão de Pauling – o átomo não pode conter elétrons com números quânticos iguais.

4. Regra de Hund – em um subnível os orbitais são preenchidos parcialmente com elétrons do mesmo spin depois completados com elétrons de spins contrários.

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

Indique qual dos conjuntos de números quânticos abaixo citados é impossível:

a) 2, 0, 0, -1/2

b) 3, 2, +1, +1/2

c) 3, 0, +1, -1/2

d) 4, 1, 0, -1/2

e) 3, 2, -2, -1/2

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

1. Assinale a opção que contraria a regra de Hund:

a) b) c)

d) e)

2. Qual o número atômico do elemento cujo elétron de diferenciação do seu átomo neutro apresenta o seguinte conjunto de números quânticos:

(n = 2, l = 1, m = 0, s = + 1/2)

a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 9

Obs. Considere como spin negativo o 1° elétron que entra no orbital.

Exercícios de fixação: Exercícios de fixação:

Para o elemento cuja configuração eletrônica de nível de valência é 3s2 3p5, pode-se afirmar:

(01) Seu número atômico é 7.

(02) Existem 5 elétrons desemparelhados em sua estrutura.

(04) No 3° nível encontramos apenas um orbital incompleto.

(08) No 3° nível existem 3 elétrons p com número quântico de spin iguais.

(16) Sua configuração eletrônica poderia ser representada como 1s2 2s2 3s2 3px

2 3py2 3pz

1.

(32) O elétron de diferenciação localiza-se no subnível 3pz.