quimica - orbitais

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A eletrosfera: distribuio eletrnica

Modelo atmico de orbitaisNos ltimos 50 anos, as teorias sobre a estrutura

atmica evoluram bastante, principalmente no que diz respeito eletrosfera.

O modelo de rbitas eletrnicas circulares de Rutherford-Bhr foi substitudo pelo modelo de orbitais.

Essa mudana decorreu de novas observaes, experincias e clculos feitos pelos cientistas, que levaram a concluses importantssimas como: todo eltron em movimento est associado a uma onda caracterstica (princpio da dualidade ou de De Broglie).

Esse princpio nos obriga a visualizar o eltron no mais como uma bolinha em movimento rpido, mas sim como sendo um misto de partcula-onda, isto , algo que, s vezes, pode se comportar como partcula e, outras vezes, como onda (semelhante s ondas eltricas, magnticas etc.).

No possvel calcular a posio e a velocidade de um eltron, num mesmo instante (princpio da incerteza ou de Heisenberg).

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

cessrio, j que as transformaes qumicas ocorrem com os eltrons.

Na eletrosfera, os eltrons 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 mximo de eltrons, conforme seu tamanho:

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

Para a total compreenso dessa regio dos tomos, devemos conhecer a caracterizao de cada um dos eltrons que compe uma determinada eletrosfera.

Essa caracterizao est relacionada quanti-dade de energia dos eltrons, que estudada atravs dos nmeros qunticos.

Nmero quntico principal (n)

Por volta de 1925, comeou uma alterao que mudaria radicalmente a forma de compreender o comportamento dos eltrons ao redor do ncleo.

Heisenberg estabeleceu o princpio da incerte-za, que determina a impossibilidade de se conhecer ao mesmo tempo a velocidade e a posio do eltron em seu movimento ao redor do ncleo. Pensando nisso, rbitas definidas como as de planetas ao redor do sol deixam de ter sentido. As camadas eletrnicas passam a ser interpretadas como nveis de energia. Cada um desses nveis definido pelo nmero quntico principal, que determina a energia do eltron, e, com isso, sua distncia mdia com relao ao ncleo.

O nmero quntico principal, representado por n, indica a camada em que o eltron se encontra, e s 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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SubnveisCada um dos nveis decomposto em um de-

terminado nmero de subnveis, que so regies que podem acomodar uma quantidade limitada de eltrons.

Tipo de subnvel de energia s p d f

N de eltrons que acomoda 2 6 10 14

Somados os eltrons alojados nos subnveis de um dado nvel, se obtm a quantidade mxima de eltrons que pode ser contida no mesmo.

As configuraes eletrnicas

Para se obter a distribuio dos eltrons em nveis de energia ou camadas para um determinado tomo, os seus eltrons devem ser distribudos em ordem de energia crescente, nos subnveis, e depois reorganizados em nveis ou camadas.

Diagrama de Linus PaulingFoi Linus Pauling quem calculou a ordem de

energia dos subnveis e estabeleceu um diagrama visando facilitar a obteno da configurao eletr-nica dos tomos. O termo camadas continua a ser usado por fatores histricos e tambm por facilitar a visualizao do modelo atmico.

At hoje so conhecidas sete camadas eletrni-cas, e suas subcamadas esto descritas abaixo, no diagrama de Linus Pauling, no qual a ordem cres-cente de preenchimento dos eltrons est indicado pelas setas.

Cada subnvel sucessivamente preenchido com o nmero mximo de eltrons de acordo com a ordem obtida, percorrendo-se as diagonais de cima para baixo.

Linus Pauling.

Obtm-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 eltron de diferenciao ou eltron de maior energia o ltimo eltron da distribuio na ordem crescente de energia.

Chama-se eltron mais externo o ltimo eltron da distribuio na ordem dos nveis (cama-das).

Regras de distribuio eletrnica

Atravs do nmero atmico, determine a quan-tidade de eltrons a serem distribudos.

Respeitando a ordem crescente de energia dos subnveis, distribua os eltrons colocando o nmero mximo de eltrons em cada subnvel, deixando para o ltimo subnvel o que resta para totalizar os eltrons.


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Some os eltrons distribudos para no ultra-passar o valor do nmero atmico.

Exemplos `A distribuio eletrnica para o tomo de sdio (Na) que tem Z = 11 seria obtida da seguinte forma:

Z = 11 indica que o sdio no estado neutro, possui igual nmero de cargas positivas e negativas. Portanto, temos 11 eltrons a distribuir.

1s2 2s2 2p6 3s1 Aps a distribuio dos eltrons em subnveis, podemos identificar os que possuem mesmo nmero quntico prin-cipal, que indica a que camada pertencem os eltrons.

camada K: 1s2 = 2 eltrons

camada L: 2s2 + 2p6 = 8 eltrons

camada M: 3s1 = 1 eltrons

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1

K L M

Agora vamos fazer a distribuio eletrnica para o tomo de ferro (Fe) que tem Z = 26

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

camada K: 1s2 = 2 eltrons

camada L: 2s2 + 2p6 = 8 eltrons

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

camada N: 4s2 = 2 eltrons

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

K L M N M

Distribuio eletrnica nos ons

A distribuio eletrnica nos ons semelhan-te dos tomos neutros. No entanto, importante salientar que os eltrons que o tomo ir ganhar ou perder (para se transformar num on) sero re-cebidos ou retirados da ltima camada eletrnica e no do subnvel mais energtico.

Exemplo `O tomo de ferro (Z = 26) tem a seguinte distribuio eletrnica:

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

Quando o tomo de ferro perde dois eltrons e se transforma no on Fe2+, este ter a seguinte distribuio eletrnica:

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

Evidentemente, se o tomo de ferro perder trs eltrons e se transformar no on Fe3+, este ter a seguinte distri-buio eletrnica:

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

A aurora boreal um fenmeno luminoso que acontece no polo Norte. Ela ocorre quando par-tculas carregadas eletricamente, como eltrons, so emanadas do sol. Ao chegar na Terra, so guiadas pelo campo magntico at os polos, ori-ginando tal fenmeno. Quanto maior a atividade solar, mais intensas so as auroras. Vale ressaltar que s 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 cus do norte da Noruega.

Aurora Boreal.

Estado normal e estado excitado de um tomo

As distribuies eletrnicas que apresentamos referem-se aos tomos no seu estado fundamental.

Vamos ver, agora, as distribuies eletrnicas quando o tomo est no estado excitado.


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Para melhor entendimento do assunto devemos lembrar:

Os eltrons, ao se movimentarem numa camada eletrnica, no absorvem e nem emitem energia. Apenas um nmero de eltrons pode ocupar um dado nvel de energia, e nenhuma forma de radiao ocorre quando os eltrons se mantm em seus nveis orbitais.

Os eltrons de um tomo tendem a ocupar as camadas eletrnicas mais prximas do ncleo, isto , as que apresentam menor quantidade de energia.

Um tomo est no seu estado fundamental quando seus eltrons ocupam as camadas menos energticas.

ww

w.fo

rp.u

sp.b

r/ r

esta

urad

ora/

lase

r/fi

sica

.htm

l

Quando um tomo recebe energia (trmica ou eltrica), o eltron pode saltar para uma ca-mada mais externa (mais energtica), e nes-sas condies, o tomo se torna instvel.

ww

w.fo

rp.u

sp.b

r/ r

esta

urad

ora/

lase

r/fi

sica

.htm

l

Os eltrons de um tomo excitado tendem a voltar para as camadas de origem e, quando isso ocorre, ele devolve, sob forma de onda eletromagntica, a energia anteriormente recebida.

ww

w.fo

rp.u

sp.b

r/ r

esta

urad

ora/

lase

r/fi

sica

.htm

l

Um tomo est no estado normal ou estado fundamental quando seus eltrons esto em seus nveis mais baixos de energia. Entretanto, os eltrons podem estar em nveis de energia mais elevados e, nesse caso, dizemos que o tomo se encontra em estado excitado ou estado ativado. o que ocorre, por exemplo, quando os tomos so aquecidos a altas temperaturas ou quando reagem com outros tomos.

Quando um tomo est em seu estado normal, a distribuio de seus eltrons segue a ordem crescente de energia do diagrama de Pauling.

Quando um tomo est em seu estado excita-do, a distribuio de seus eltrons no obedece a ordem crescente de energia do diagrama de Pauling.

Exemplo `Distribuio eletrnica de eltrons no tomo de carbono (Z = 6):

estado normal: 1s2 2s2 2p2

estado excitado: 1s2 2s1 2p3

Distribuies eletrnicas especiais

Alguns elementos apresentam distribuio eletrnica diferente da obtida com a aplicao das regras j estudadas. Os mais importantes so o


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crmio (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. eltron do subnvel s passa para o subnvel d.

Exemplo `

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

24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 (distribuio ele-trnica real)

Representao simplificada da distribuio eletrnica

A representao simplificada da distribuio eletrnica feita pelo cerne do gs nobre que ante-cede o elemento em relao ao nmero atmico. Os gases nobres so:

Hlio 2He 1s2

Nenio 10Ne 1s2 2s2 2p6

Argnio 18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

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

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

Radnio 86Rn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10

5p6 6s2 4f14 5d10 6p6

Exemplo `Observe abaixo que a distribuio eletrnica dos 10 primeiros eltrons do sdio (Na) igual do Ne.

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1

Sendo assim indicamos apenas por [Ne] (cerne do nenio) e teremos a representao simplificada da dis-tribuio eletrnica do Na:

[Ne] 3s1

Observe como fica a representao simplificada da dis-tribuio eletrnica do mercrio (Hg):

80Hg cerne do Criptnio

6s2 4f14 5d10 [Kr] 6s2 4f14 5d10

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

Ordem geomtrica: [Kr] 4f14 5d10 6s2

Fogos de artifcio

Todos os compostos, quando aquecidos, emitem luz radiante segundo o modelo de quantizao de energia criado por Bhr, que implica na absoro ou emisso de energia pelos eltrons, de acordo com o salto de uma rbita para outra. Quando salta de uma rbita mais distante do ncleo (com menor energia) para uma mais prxima do ncleo (com maior energia), h a emisso de luz (radiao ele-tromagntica), e quando ocorre o inverso h a absoro dessa radiao.

J a cor da luz emitida depende dos to-mos cujos eltrons foram excitados. Essa a essncia dos fogos de artifcio, j conhecidos pelos chineses h sculos, a excitao de di-ferentes tomos, que emitem luz de frequncias diferentes.

Dig

ital

Jui

ce.

Tho

mas

Pin

heir

o.


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Dada a configurao eletrnica de um elemento qumico 3. no estado fundamental: [Xe] 6s2 4f14 5d6, d o seu nmero atmico.

Soluo: `1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d6 54 + 22 = 76 eltrons Z = 76

Faa as distribuies eletrnicas e reagrupe os subnveis 1. segundo as suas camadas:

35a) Br

19b) K

25c) Mn

52d) Te

Um tomo possui 12 nutrons em seu ncleo e confi-2. gurao eletrnica 1s2 2s2 2p6 3s1. Qual o seu nmero de massa ?

Um on X3. 2- tem a seguinte distribuio eletrnica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Qual o nmero atmico de X?

D a configurao eletrnica nos subnveis dos ons:4.

25a) Mn2+

16b) S2-

(5. Fuvest) Considere os seguintes elementos e seus respectivos nmeros atmicos:

Na (11)I.

Ca (20)II.

Ni (28)III.

Al (13)IV.

Dentre eles, apresenta (ou apresentam) eltrons no subnvel d de suas configuraes eletrnicas apenas:

I e IVa)

IIIb)

IIc)

II e IIId)

II e IVe)

(Cesgranrio) A distribuio eletrnica do tomo 6. 56Fe26, em camadas :

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 tomo com 18 eltrons, no penltimo nvel 1. energtico, pode ter nmero atmico:

2a)

8b)

18c)

28d)

30e)

Soluo: ` EPara um tomo neutro, seu nmero atmico igual ao seu nmero de eltrons.

Como o tomo em questo precisa ter 18 eltrons no penltimo nvel (camada), o seu nmero total de eltrons tem de ser maior que 18. Isso descarta as alternativas a , b, e c. Para 28 eltrons teramos a seguinte distribuio:

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

em camadas ou nveis:

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

Para 30 eltrons teramos a seguinte distribuio:

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

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

Das duas opes que restaram, a nica que satisfaz a condio de ter 18 eltrons no penltimo nvel a alternativa E.

Determine a configurao eletrnica do bromo (2. 35Br) tomando-se por base o cerne do gs nobre prece-dente.

Soluo: `35Br 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 [Ar] 4s2 3d10 14p5

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

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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) Vandio (7. 23V) , elemento de transio, constitui componente importante do ao para produzir um tipo de liga que melhora consideravelmente a tenaci-dade, resistncia mecnica e corroso do ferro. Quantos eltrons h no subnvel 3d da configurao eletrnica do vandio?

1a)

2b)

3c)

4d)

5e)

(Unaerp) O fenmeno da superconduo de eletri-8. cidade, descoberto em 1911, voltou a ser objeto da ateno do mundo cientfico com a constatao de Bednorz e Mller de que materiais cermicos podem exibir esse tipo de comportamento, valendo um prmio Nobel a esses dois fsicos em 1987. Um dos elementos qumicos mais importantes na formulao da cermica supercondutora o trio:

1s2 2s22p6 3s23p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1, o nmero de camadas e o nmero de eltrons mais energticos para o trio, sero respectivamente:

4 e 1a)

5 e 1b)

4 e 2c)

5 e 3d)

4 e 3e)

(Cesgranrio) A configurao eletrnica do on Ca9. 2+

(Z = 20) :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 nmero de eltrons na camada de va-10. lncia de um tomo que apresenta nmero de massa igual a 40 e 22 partculas neutras, :

2a)

3b)

4c)

6d)

8e)

Determine a configurao eletrnica dos seguintes 11. tomos tomando-se por base o cerne do gs nobre precedente:

cdmio.a)

polnio.b)

csio.c)

vandio. d)

A configurao eletrnica dos seguintes ons tomando-12. -se por base o cerne do gs nobre precedente:

Fea) 2+

Feb) 3+

Cc) -

Znd) 2+

Dada a configurao eletrnica no estado fundamental, 13. d o seu nmero atmico:

[Xe]4fa) 145d106s26p5

[Ar]3db) 104s24p1

[Kr]4dc) 25s2

[Ar]3dd) 64s2

(UEL) Em quais nveis de energia o csio (Z = 55) no 14. estado fundamental apresenta 18 eltrons?

2 e 3a)

2 e 4b)

2 e 5c)

3 e 4d)

3 e 5e)

(UEL) A configurao eletrnica de um elemento 15. qumico indica a existncia de 9 eltrons com nmero quntico principal 4 (n = 4). O elemento qumico tem nmero atmico:

41a)

39b)

37c)

27d)

9e)

H algum elemento qumico conhecido que, no estado 16. fundamental, tenha eltrons no nvel 10? E no estado ativado, existe?

(PUC) Considere as configuraes eletrnicas de quatro 17. elementos qumicos:

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

1sII. 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Este material 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 eltrons de valncia, tornam-se isoeletrnicos de gases nobres?

I e IIa)

I e IIIb)

I e IVc)

II e IIId)

III e IVe)

Qual a carga que possui um on de escndio (18. 21Sc) com a estrutura eletrnica do gs nobre precedente?

Um tomo de certo elemento qumico possui 35 nutrons 19. e uma distribuio eletrnica que termina em 3d10. De-termine o nmero de massa (A) e o nmero atmico (Z) desse elemento.

Deve-se a Bhr a ideia de:20.

nveis de energia.a)

ncleo atmico.b)

tomo semelhante ao sistema planetrio.c)

nmero atmico.d)

istopos.e)

(UERJ) H cem anos, foi anunciada ao mundo in-1. teiro a descoberta do eltron, o que provocou uma verdadeira revoluo na cincia. Essa descoberta proporcionou humanidade, mais tarde, a fabricao de aparelhos eletroeletrnicos, que utilizam inmeras fiaes de cobre. A alternativa que indica corretamen-te o nmero de eltrons contido na espcie qumica

29Cu2+ :

25a)

27b)

31c)

33 d)

(UEL) Quantos prtons h no on X2. 3+ de configurao 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 ?

25a)

28b)

31c)

51d)

56e)

(UEL) Considere as afirmaes a seguir.3.

O elemento qumico de nmero atmico 30 tem 3 I. eltrons de valncia.

Na configurao eletrnica do elemento qumico II. com nmero atmico 26, h 6 eltrons no subnvel 3d.

3sIII. 23p3 corresponde a configurao eletrnica dos eltrons de valncia do elemento qumico de n-mero atmico 35.

Na configurao eletrnica do elemento qumico IV. de nmero atmico 21, h 4 nveis energticos.

Esto corretas, somente:I e IIa)

I e IIIb)

II e IIIc)

II e IV d)

III e IVe)

(ETFSP) Um tomo apresenta nmero de massa 35 e 18 4. nutrons. O nmero de eltrons no seu nvel mais externo seria igual a:

8a)

7b)

5c)

3d)

2e)

(FEI) Relativamente ao on Mg5. 2+ de nmero atmico 12 e nmero de massa 24, assinale a alternativa correta:

tem 12 eltrons.a)

tem 10 neutrons.b)

tem 10 prtons.c)

tem configurao eletrnica 1sd) 2 2s2 2p6 3s2.

tem configurao eletrnica idntica ao on Nae) + de nmero atmico 11.

(Viana) O bromo (Z = 35) um dos elementos for-6. madores do bromato de potssio, KBrO3, usado como fermento para pes. O nmero de subnveis s e p, existentes na configurao eletrnica do tomo de bromo , 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 indicaes abaixo so possveis?7.

6da) 3

2db) 4

5fc) 2

3fd) 5

D a distribuio eletrnica dos tomos A, B e C, 8. sabendo-se que:

o tomo A apresenta (x + 6) prtons e istopo de C, que possui (4x) prtons e nmero de massa 18;

o tomo C istono de B, cujo nmero de massa 19.

O tomo A tem nmero atmico igual a 12. O ction 9. desse tomo isoeletrnico ao on B+3, cujo tomo B tem nmero atmico 13.

Qual a distribuio eletrnica do ction A?a)

Quantos eltrons foram perdidos pelo tomo A, b) para se transformar em ction, e em qual subnvel houve essa perda?

Identifique a alternativa falsa: necessrio fornecer energia para passar de I para a) II.

a passagem de II para I emite radiao eletromag-b) ntica.

I representa a configurao eletrnica de um tomo c) de sdio no excitado.

a energia de ionizao de II menor que a de I.d)

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

Determine a configurao eletrnica das seguintes esp-12. cies qumicas tomando-se por base o cerne do gs nobre precedente:

47a) Ag

29b) Cu2+

No esquema abaixo encontramos duas distribuies 13. eletrnicas de um mesmo tomo neutro.

1s2 2s2 1s2 2s1 2p1

A BA a configurao ativada.a)

B a configurao normal.b)

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

A um gs nobre.d)

A passagem de A para B absorve energia.e)

Analise o texto:14.

A energia de um subnvel pode ser dada pela soma (n + l). Ocorrendo empates, ter maior energia o eltron com maior valor de n.Portanto:

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

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

para um dado nvel sempre o subnvel s apresentar c) maior energia que os subnveis p, d ou f.

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

podero existir dois subnveis com a mesma ener-e) gia real.

Analise o seguinte texto:Todos os tipos de tomos, quando excitados, podero emitir ondas eletromagnticas correspondentes aos espectros visveis, ultravioleta etc.Essas emisses podem ser anal isadas pela Espectroscopia. Cada emisso proveniente de um tomo pode ser decomposta e fotografada, produzindo-se um conjunto de raias ou bandas. Cada tipo de tomo

(Unirio) Os implantes dentrios esto mais seguros 10. no Brasil e j atendem s normas internacionais de qualidade. O grande salto de qualidade aconteceu no processo de confeco dos parafusos e pinos de titnio, que compem as prteses. Feitas com ligas de titnio, essas prteses so usadas para fixar co-roas dentrias, aparelhos ortodnticos e dentaduras, nos ossos da mandbula e do maxilar.

(Jornal do Brasil, out. 1996.)

Considerando que o nmero atmico do titnio 22, sua configurao eletrnica ser:

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 relao s duas configuraes eletrnicas de 11. um mesmo tomo:

1sI. 2 2s2 2p6 3s1

1sII. 2 2s2 2p6 6s1


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5

apresenta um conjunto de raias ou bandas. Cada tipo de tomo apresenta um conjunto caracterstico de raias, ou seja, um espectro caracterstico.Os testes n. 15 e 16 devero ser respondidos em funo do texto anterior.O texto permite estabelecer que:15.

tomos emitem energia mesmo quando no exci-a) tados.

possvel identificar os elementos constituintes do b) Sol.

o espectro um conjunto de raias caracterstico c) para cada tomo.

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

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

O texto anterior explica:16.

porque o sdio emite uma luz amarela caracterstica a) quando ativado.

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

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

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

como determinar a massa de um tomo.e)

No esquema abaixo, um eltron 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 relao ao teste anterior, quando o eltron retorna 18. de L para K, deve:

perder a massa e ganhar energia.a)

emitir energia na forma e ondas eletromagnticas.b)

devolver energia (Ec) 2 + E1).

devolver energia (Ed) 2 E1).

devolver energia Ee) 2.

Se contarmos o nmero de eltrons do ction 19. frrico 26Fe3+ e do tomo de vandio 23V no estado fundamental, veremos que so iguais, 23. Podemos ento afirmar que suas distribuies eletrnicas tambm so iguais?

Programa energia solar

A converso da energia solar em energia eltrica se d pela incidncia direta da luz solar sobre painis compostos por clulas de material semicondutor (normalmente silcio), atravs do chamado efeito fotovoltaico. Os ftons provenientes da radiao solar exci-tam a estrutura eltrica do semicondutor, promovendo o deslocamento de eltrons. Os eltrons excitados so coletados nos terminais da clula, gerando uma corrente contnua.

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

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Determine a configurao eletrnica do cobre (Z 20. = 29) tomando-se por base o cerne do gs 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 parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,


12 EM

_1S_

QU

I_00

5

No/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 eltrons, os quais saram b) do subnvel 3s.

D10.

E 11.

12.

[Kr] 4da) 10 5s1

[Ar] 3db) 9

E13.

D14.

C15.

A16.

D17.

B18.

No, elas so diferentes.19.

[Ar]3d20. 10 4s1


1EM

_1S_

QU

I_00

6

Nmeros qunticos e hibridao

O princpio da incerteza deixa clara a impossi-bilidade de determinar a exata trajetria do eltron a partir da energia e da velocidade. Por esse motivo, buscou-se, ento, trabalhar com a provvel regio onde possvel encontr-lo.

Erwin Schrndinger, baseado nesses dois prin-cpios, criou o conceito de orbital.

(Disponvel em: )

(Cd

rom

En

cicl

opd

ia E

nca

rta.

Mic

roso

ft, 1

999)

Nmero quntico secundrio ou azimutal ()

O nmero quntico azimutal, representado por , especifica a subcamada (indica a energia do el-tron no subnvel) e, assim, a forma do orbital. Pode assumir os valores 0, 1, 2 e 3, correspondentes s subcamadas s, p, d, f.

Subnvel s p d f

Nmero quntico secundrio ou azimutal ( )

0 1 2 3

Nmero quntico magntico (m)

Localiza o eltron no orbital e d a orientao espacial dos orbitais.

Orbital a regio em que mais provvel encontrar um letron.

Cada subnvel comporta um nmero varivel de orbitais, de acordo com o diagrama energtico mais completo.

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

Os subnveis (degraus) s, p, d, f contm sucessivamente 1, 3, 5, 7 (sequncia de nmeros mpares) orbitais.


2 EM

_1S_

QU

I_00

6

s p d f

Os orbitais so identificados pelo chamado n-mero quntico magntico (m). Num dado subnvel, o orbital central tem o nmero quntico magntico igual a zero; os orbitais da direita tm m = + 1, + 2, + 3; os da esquerda tm 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 representao dos eltrons no orbital se faz atravs de setas. O primeiro eltron representado por uma seta ascendente ( ).

Os eltrons so distribudos em um tomo se-gundo uma regra conhecida como regra de Hund: ao ser preenchida uma subcamada, cada orbital dessa subcamada recebe inicialmente apenas um eltron; somente depois de o ltimo orbital dessa subcamada ter recebido seu primeiro eltron co-mea o preenchimento de cada orbital semicheio com o segundo eltron.

Exemplo `Subnvel p com 2 eltrons

correto errado

O eltron de maior energia, chamado eltron de diferenciao, o ltimo eltron distribudo no preenchimento dos orbitais, de acordo com a regra de Hund.

Importante lembrar que os tomos tero um certo conjunto de orbitais atmicos independen-temente de possuir eltrons ou no, em outras palavras, um orbital atmico no deixa de existir s porque est vazio.

Formato dos orbitais

O orbital s possui forma esfrica e uma nica orientao.

Orbital s

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Os orbitais p possuem forma de halteres.

3 orbitais p 3 orientaes: 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 rotao do eltron. S exis-tem duas possibilidades, dois sentidos de rotao, convencionalmente indicados por 1

2 e 12+ .

1/2 + 1/2

ms = + 1/2 ms = 1/2

A representao dos eltrons no orbital se faz com setas que indicam o spin: por conveno, o primeiro eltron representado por uma seta as-cendente ( ) e corresponde ao spin negativo ( S =

12

); a seta descendente ( ) corresponde ao spin positivo ( S = 12+ ).

TextoZbrulo pnei ou zebra?

Animal hbrido que nasceu na Gr-Bretanha tem as manchas do pai e o focinho da me.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Nascida numa fazenda da Inglaterra, esta z-brula chamada Tilly um hbrido, resultado do cruza-mento de um pnei fmea com uma zebra macho.

Segundo o Aurlio, se Tilly fosse filha de um cavalo com uma zebra fmea, seria uma zebroide. Neologismos parte, ningum ficou mais surpreso de ver a gua dar luz a uma potrinha listrada do que seus proprietrios, Karen e Jim Pete. Eles no faziam ideia que a me 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 hbridos no chegam a ser rars-simos, mas ocorrem entre poucas espcies, a cria nem sempre sobrevive e invariavelmente estril.

Orbital pz

IESD

E B

rasi

l S.A

.orientaes: px; py; pz.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Os orbitais d e f so bem mais complicados e no sero estudados.

Nmero quntico spin (s)Os nmeros qunticos spin caracterizam-se pelo

magnetismo gerado pela rotao dos eltrons.

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

Eltrons 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 hereditrio dos cavalos composto por 64 cromossomos e das zebras por 44, Tilly ter um total de cromossomos intermedirio entre um nmero e o outro.

O mais famoso dos hbridos o burro, tambm 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 fora do cavalo resistncia do jumento, sendo um animal ideal para transporte de cargas, ainda hoje, no Nordeste.

HibridaoA palavra hibridao faz lembrar o fenmeno

gentico: duas espcies diferentes cruzam-se e nasce uma nova espcie, com caractersticas diferentes das anteriores.

Os orbitais atmicos podem ter diversas formas, conforme seja o subnvel desse orbital.

s vezes podem dois ou mais orbitais fundirem-se, surgindo novos orbitais diferentes dos anteriores. Dizemos ento que ocorreu a hibridao ou hibridi-zao desses orbitais.

Teoria da hibridao dos orbitais

Para exemplificar essa teoria, vamos utilizar o elemento carbono:

O tomo de carbono, em seu estado fundamen-tal, apresenta a seguinte configurao eletrnica para seus orbitais:

Estudo fundamental do carbono:

1s2 2s2 2p2

Por esse esquema podemos perceber que s seria possvel para o carbono estabelecer duas li-gaes, uma vez que existem apenas dois eltrons desemparelhados.

Experimentalmente, porm, verificou-se que o carbono faz sempre quatro compartilhamentos ele-trnicos, e no dois, como era de se esperar.

Para explicar esse fato, na dcada de 1930, surgiu a teoria da hibridao dos orbitais, que no

se aplica exclusivamente ao tomo de carbono, mas merece destaque nele, pois o carbono apresenta vrios tipos de hibridao.

A partir da sua configurao eletrnica no estado fundamental, o carbono promove um dos eltrons 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 trs tipos de hibridao, dependendo dos tipos de ligao que ele estabelecer com outros tomos.

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

2s1

1s2

2p3

estado excitado ou ativado

2px1 2py12pz1

Hibridao tetradrica ou sp3

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

Os quatro orbitais hbridos so denominados de sp3 e os eltrons passam a ter a mesma energia.


5EM

_1S_

QU

I_00

6

2s1

1s2

2p3


2px12py12pz1

2s0

1s2

2p0

carbono hbrido em sp3

2px0 2py02pz0

sp3

Trata-se de carbono saturado (ligaes sigma)

C 2p3 C 2p3 2p3

2p3

IESD

E B

rasi

l S.A

.

A configurao especial do carbono hbrido em sp3 tetradrica. Nmero de orbitais hbridos = 4.

ngulos entre os orbitais hbridos = 109 28 (ou 109,5o).

Exemplos `Molcula de metano (CH4): molcula tetradrica formada por ligaes sigma entre orbitais s do hidrognio e orbitais hbridos sp3 do carbono.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Ento, na molcula de metano, temos quatro ligaes sigma do sp3-s.

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

H C H

H

H

H C H ss

Hs

Hs

sp3

Molcula de etano (H3C CH3):

IESD

E B

rasi

l S.A

.

C C

J na molcula de etano, percebemos que h uma ligao frontal sp3-sp3 que faz com que os tomos de carbono se liguem.

A notao para esta situao : (sp3-sp3).

A ligao com o H no muda em essncia, 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

Hibridao trigonal plana ou sp2

O eltron do orbital do subnvel 2s ganha ener-gia e passa a ocupar um orbital mais energtico, e os eltrons dos orbitais 2py e 2pz do subnvel 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 trs orbitais hbridos so denominados de sp2 e os eltrons passam a ter a mesma energia. O eltron que permaneceu no orbital 2px chamado de p puro e possui energia superior dos orbitais hbridos.

2s1

1s2

2p3


2px12py1 2pz1

2s0

1s2

2p1

carbono hbrido em sp

2px12py02pz0

sp2

Trata-se de carbono insaturado com uma dupla ligao e duas ligaes simples (trs ligaes 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 configurao espacial do carbono hbrido em sp2 trigonal plana.

Nmero de orbitais hbridos = 3 no plano trigo-nal. Nmero de orbitais p puro = 1 perpendicular ao plano trigonal.

ngulo entre os orbitais hbridos = 120.

Exemplos `Molcula de eteno (H2C = CH2)

H

H

H

H120

Orbital sp2

ETENO(ETILENO)

Orbital 2p

Enlace Enlace

IESD

E B

rasi

l S.A

.

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

HCH

HH

HS HS

HS Csp2 =Csp2 HS

Hibridao linear plana ou spO eltron do orbital do subnvel 2s ganha ener-

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

Os dois orbitais hbridos so denominados de sp e os eltrons passam a ter a mesma energia. Os eltrons que permanecem nos orbitais 2px e 2py so chamados de p puro e possuem energia superior a dos orbitais hbridos.

2s1

1s2

2p3


2px1 2py1 2pz1


7EM

_1S_

QU

I_00

6

2s0

1s2

2p2

carbono hbrido em sp

2px1 2py1 2pz0

sp0

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

C C

IESD

E B

rasi

l S.A

.

A configurao espacial do carbono hbrido em sp linear plana.

Nmero de orbitais hbridos = 2 no plano linear.

Nmero de orbitais p puro = 2 perpendicu-lares ao plano linear e perpendiculares entre si.

ngulo entre os orbitais hbridos = 180.

Exemplo `Molcula de etino (HC CH)

H C H C Etino

(Acetileno)

II II

Enlace Enlace

Div

ulg

ao

das

sig

ny.

O sentido original, o verdadeiro sentido, o tato.

Os olhos se especializaram em tocar a luz.

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

O paladar em sentir o sabor duma comida francesa.

O nariz em respirar o perfume das flores.

Um tomo no v, no ouve, no cheira, no savora, mas mesmo assim percebe um outro tomo, sua distncia e sua natureza, toca a presena do outro tomo.

Atravs 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 cano.

Tocar a Cano da Vida

Toque, com sua sensibilidade, com sua imaginao toque o que voc quer conhecer, toque o que voc quer ver acontecer, sinta, sinta o que voc quer conhecer, sinta o que voc quer ver acontecer, com seu corpo inteiro sonhe o que voc quer conhecer, o que voc quer acontecer. Para conhecer a distncia no sentir no tem distncia,


8 EM

_1S_

QU

I_00

6

Estava sendo proposta a Teoria da Ligao de Valncia, fundamental para o entendimento da formao, da estabilidade, do comportamento das molculas e, portanto, das substncias.

Linus Pauling um gigante do nosso sculo e deve ser lembrado pelo seu desempenho magnfico como cidado de seu tempo e pesquisador srio. Ainda nos anos 1950, ele foi confrontado com Van Vleck, que props a Teoria de Orbitais Moleculares para explicar a formao das molculas. Essa teoria tem slida base matemtica, enquanto a Teoria de Pauling explica os fenmenos e depois procura as equaes. Van Vleck afirmou: eu nunca fiz uma con-tribuio para a Fsica que no pudesse ser obtida a partir de equaes!, e Pauling respondeu: eu nunca fiz uma contribuio que no viesse de uma nova ideia. A sim, eu procurava a equao que ajudasse a sustentar a ideia!

Hibridao sp no berlio (4Be)

Estado fundamental do berlio1s2 2s1

Estado ativado do berlio

1s2 2s1 2p1

Dar-se- uma hibridao do tipo sp.

1s2 1s2 2sp

Quando o berlio se liga ao hidrognio temos uma hibridao sp com 2 orbitais hbridos incom-pletos. Portanto, 2 tomos de hidrognio podem ligar-se, formando a molcula BeH2.

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

(Disponvel em: .)

Hibridao 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 ligao, os orbitais dos tomos fazem combinaes, sofrendo alteraes de geometria e de energia, gerando os orbitais hbridos, para ento se ligarem e formarem as molculas.

Esse modelo explicou, de modo absolutamen-te claro, a geometria das ligaes dos compostos orgnicos, cujo principal componente o tomo de carbono.

Orbitais de tomos de todos os elementos qumicos podem sofrer hibridizao, mas o efeito notvel nos compostos orgnicos, importantes por seu papel nos processos ligados vida.

Depois, Pauling continuou a explicar a forma-o das molculas, comeando pela mais simples, a molcula de hidrognio, com apenas dois tomos, e generalizando para os demais casos.


9EM

_1S_

QU

I_00

6

Be

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

HH

Molcula de hidreto de berlio (BeH2): molcula formada por mais ligaes sigma entre orbitais s do hidrognio e orbitais hbridos sp do berlio.

Hibridao sp2 no boro (5B)

Estado fundamental do boro.

1s2 2s2 2p1

Estado ativado do boro.

1s2 2s1 2p2

Dar-se- uma hibridao do tipo sp2.

1s2 2 sp2

Quando o berlio se liga ao hidrognio, temos uma hibridao sp2 com 3 orbitais hbridos in-completos. Portanto, 3 tomos de hidrognio podem ligar-se formando a molcula BH3.

B

H

H

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molcula de hidreto de boro (BH3): molcula formada por ligaes sigma entre os orbitais s do hidrognio e orbitais hbridos sp2 do boro.

Outros orbitais molecularesOrbital molecular sigma ou ligao sigma re-

sulta da interpenetrao, num mesmo eixo, de dois orbitais atmicos semicheios, um de cada tomo de ligao, com eltrons de spins opostos.

Orbital molecular pi ou ligao pi resulta da interpenetrao em paralelo de dois orbitais atmi-cos semicheios, um de cada tomo da ligao, com eltrons de spins opostos.

Molcula de hidrognio (H2)

1H 1s1 1s1 1H

Imagine dois tomos de hidrognio, cada qual com seu nico eltron, contido no tambm nico orbital normalmente disponvel ao hidrognio.

H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

H

... agora aproxime os tomos, de forma que suas nuvens eletrnicas se entrelacem...

H H

IESD

E B

rasi

l S.A

.

... e temos a a nova regio, comum a ambos os tomos, e contendo o par de eltrons da ligao.

H (s s) H

Molcula de cloro (C 2)

C

ncleo 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

Molcula de cloro (C 2): molcula formada por ligao sigma entre orbitais p.

Molcula de cido fluordrico (HF)

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

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molcula de fluoreto de hidrognio (HF): mo-lcula formada por ligao sigma entre orbital s do hidrognio e p do flor.

Molcula de nitrognio (N2)

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

Ligao

N N p p

lig.

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molcula de nitrognio (N2): molcula formada por uma ligao sigma e duas ligaes pi entre orbi-tais p do nitrognio.

Molcula da amnia (NH3)

1H 1s1

1H 1s1

1H 1s1

7N 1s2 2s2 2p3

IESD

E B

rasi

l S.A

.

H

H

H

N

amnia

Molcula de amnia (NH3): molcula formada por ligaes sigma entre os orbitais s do hidrognio e p do nitrognio.

Molcula da gua (H2O)

1H 1s1

1H 1s1

8O 1s2 2s2 2p4

IESD

E B

rasi

l S.A

.

Molcula de gua (H2O): molcula formada por duas ligaes sigma entre orbitais s do hidrognio e orbitais p do oxignio.

Fogo-ftuo e gases do pntano

O chamado fogo-ftuo uma chama plida e azulada que ocorre devido combusto es-pontnea de gases resultantes da decomposi-o de matria orgnica.

Quando um corpo orgnico comea a en-trar em putrefao, ocorre a emisso do gs metano (CH4).


11EM

_1S_

QU

I_00

6

2pa) 3

Soluo: `O nmero 2 indica o nmero quntico principal n = 2

A letra p corresponde ao subnvel = 1

m = +1

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

4db) 2

Soluo: `O nmero 4 indica o nmero quntico principal n = 4

A letra d corresponde ao subnvel = 2

m = -1

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

D o nmero atmico do elemento que possui o eltron 3. diferenciador com os seguintes nmeros qunticos:

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

Soluo: `

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

+1

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

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

(A) ligao (sp3 sp3)

(B) ligao (sp3 sp2)

(C) ligao (sp2 sp2)

(D) ligao (sp2 sp)

(E) ligao (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 condies especiais de

presso e temperatura, em local no ventila-do, comea a sair do solo e se misturar com o oxignio do ar.

Em uma porcentagem de aproximadamente 28%, o metano se inflama es-pontaneamente, sem ne-cessidade de uma fasca. Forma uma chama azu-lada, de curta durao, gerando um pequeno rudo. Se a pessoa estiver perto e sair correndo, devido ao deslocamento do ar, a chama ir atrs...

Se uma pessoa estiver perto do cadver justamente quando ocorrer um fogo-ftuo e ela no morrer de susto e no conhecer o fenme-no, passar a vida inteira jurando que viu um fantasma...

Fogo-ftuo (de origem animal) e gases do pntano (de origem vegetal) so fenmenos idnticos.

Qual o nmero de eltrons desemparelhados e qual o 1. nmero de orbitais completos existentes no 19K?

Soluo: `Distribuio eletrnica: 19K 1s

2 2s2 2p6 3s2 3p6 3s 1

Distribuio eletrnica nos orbitais:

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

1 orbital incompleto

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

Determine os valores de n, 2. e m para o eltron de diferenciao nas seguintes indicaes:

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 ligaes sigma e quantas ligaes pi?

Soluo: `8 ligaes sigma e 3 ligaes pi.

(UFPA) Numerar os tipos de ligao correspondentes s 9. seguintes molculas 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)

Soluo: `

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 nmero de eltrons nas seguintes indicaes:

1sa) 2

2pb) 6

Na camada N de um certo tomo existem 5 eltrons 2. no subnvel = 1. Escreva a indicao simblica cor-respondente.

Um tomo de certo elemento apresenta 2 eltrons na 3. camada O, no subnvel cujo valor de 3. Escreva a notao correspondente distribuio eletrnica desse subnvel.

Quais das indicaes abaixo so possveis?4.

6da) 3

2db) 4

5fc) 1

3fd) 5

Qual o nmero de orbitais e o nmero mximo de 5. eltrons que a camada N pode conter?


13EM

_1S_

QU

I_00

6

D a distribuio eletrnica em orbitais para a camada 6. de valncia dos seguintes tomos.

14a) Si

34b) Se

D a distribuio eletrnica em orbitais para o nvel e 7. subnvel mais energtico dos seguintes tomos.

28a) Ni

69b) Tm

Determine os valores de n, 8. e m do eltron de diferen-ciao do tomo de alumnio (Z = 13).

Um dos subnveis da camada N est preenchido por 9. apenas um eltron, assim representado:

Determine os valores de n, e m desse eltron.Um dos eltrons localizados em um subnvel da camada 10. O de um tomo assim representado:

Determine o valor de Z.

(Cefet) O ltimo eltron distribudo na configurao 11. eletrnica de um tomo neutro, no estado fundamen-tal, possui o seguinte conjunto de nmeros qunticos:

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

+ .

Sabendo-se que esse tomo possui nmero de massa igual a 84 e que, por conveno, o primeiro eltron a ocupar um orbital possui nmero quntico de spin igual

a 12

, o nmero de nutrons existentes no ncleo

desse tomo :

48.a)

84.b)

36.c)

45.d)

33.e)

(Osec) O conjunto de nmeros qunticos para o eltron 12. do nvel 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

+ .

Alm de apresentar a hibridizao sp13. 3, o carbono tambm apresenta orbitais hbridos dos tipos sp2 e sp. Analisando as molculas:

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 hibridizao do tipo sp2?

1a)

2b)

3c)

4d)

5e)

(PUC) Quantas ligaes pi, no total, existem no com-14. posto representado pela frmula 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 representado pela seguinte 15. frmula estrutural:

H C C C C H

H H H

H O H H

As hibridizaes dos tomos de carbono do composto, contados da esquerda para a direita so:

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 hibridaes de orbitais sp, sp16. 2 e sp3 possuem, respectivamente, os seguintes ngulos:

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 molcula do propino:17.

H

H C C C H

H

, o nmero de ligaes sigma e de

ligaes pi so, 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 ligaes sigma possui a molcula 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

so molcu-

las explicveis por hibridao:

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

spa)

spb) 2

spc) 3

d spd) 3

de) 2 sp3

(PUC) Na molcula de H Br, a ligao entre o tomo 20. de hidrognio e o de bromo 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 cido barbitrico uma substncia com ca-21. ractersticas hipnticas e frmula 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 a hibridao dos carbonos I e II?a)

Indique o tipo de ligao sigma que une os carbo-b) nos aos nitrognios presentes na molcula.

(Mackenzie) Se no houvesse hibridao, a frmula do 22. composto de boro (Z = 5) e flor (Z = 9) seria:

BFa)

BFb) 2BFc) 3BFd) 4BFe) 5

(UERJ) Na composio de corretores do tipo 23. Liquid Paper, alm de hidrocarbonetos e dixido de titnio, encontra-se a substncia isocianato de alila, cuja frmula estrutural plana representada por:

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

Com relao a esta molcula, correto afirmar que o nmero de carbonos com hibridao sp2 igual a:

1a)

2b)

3c)

4d)


15EM

_1S_

QU

I_00

6

O nmero mximo de eltrons num nvel de energia de 1. nmero quntico n :

na) 2

2nb) 2

nc) 2/2

n(n + 1)d)

n(n 1)e)

O nmero mximo de eltrons num subnvel de energia 2. de nmero quntico secundrio :

2a) + 1

2(b) + 1)

2(2c) + 1)

d) ( + 1)

e) ( + 1)/2

O preenchimento dos orbitais de um mesmo subnvel 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 est indicado corretamente o 4. preenchimento dos orbitais de um subnvel d com seis eltrons?

a)

b)

c)

d)

e)

D a distribuio eletrnica em orbitais para o nvel e o 5. subnvel de maior energia dos seguintes tomos:

38a) Sr

84b) Po

Qual o nmero atmico dos tomos cujos subnveis 6. de maior energia so:

3da) 7

4pb) 6

Quais so os nmeros atmicos dos tomos cujos el-7. trons de diferenciao tm os nmeros qunticos:

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

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

(Cefet) Dentre os conjuntos a seguir, que representam 8. os nmeros qunticos n, e m, o nico que no est correto :

4, 1, 0a)

2, 0, 0b)

5, 2, -2c)

6, 1, +1d)

3, 2, -3e)

Dois elementos diferentes A e B tm o ltimo eltron 9. de seus tomos (eltron de diferenciao) com os seguintes nmeros qunticos: n = 3; = 2; m = 2. Sabendo que A paramagntico e B diamagntico, quais os seus nmeros atmicos?

Leia o anncio:10.

Detector de metais

Modelo MC89 da W-MEET

Div

ulg

ao

w-m

eet.

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

Div

ulg

ao

w-m

eet. Uso: exame de pessoas, pa-

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

Para ser usado em todas as reas que envol-vam a deteco de metais de qualquer espcie,


16 EM

_1S_

QU

I_00

6

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

envolve um orbital atmico s e trs orbitais atmi-d) cos p.

envolve dois orbitais atmicos s e um orbital at-e) mico p.

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

H

H C = C = C H 1 2 3

H

Determine a soma das afirmaes corretas.(01) Os carbonos 1 e 3 so hbridos sp2.

(02) O carbono 2 hbrido sp2.

(04) Temos 6 ligaes e 2 .(08) So duas as ligaes sigma sp2 sp.

(16) So quatro as ligaes sigma s sp.

(32) O ngulo entre os orbitais hbridos do carbono 1 120o.

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

Soma ( )

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

Observao

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 ngulos formados entre os tomos de carbono 16. no butadieno -1,3, so de:

H C = C C = C H

H H H H

90a) o e 90o.

109b) o 28 e 109o 28.

ferrosos, paramagnticos e diamagnticos. Os materiais se comportam de vrias maneiras, sob campos magnticos. Os diamagnticos, como o alumnio e o cobre, os repelem, afas-tando as linhas de campo. Os paramagnticos se comportam quase como o ar. Os ferromag-nticos concentram o campo, atuando como condutores magnticos.

diamagnticos (todos orbitais completos)

paramagnticos (pelo menos um orbital incompleto

ferromagnticos: Fe, Co, Ni

(ITA) Identifique a(s) afirmativa(s) errada(s) a respeito de um tomo neutro cuja configurao eletrnica 1s2 2s2 2p5 3s1:

o tomo no est na configurao mais estvel.a)

o tomo emite radiaes eletromagnticas as b) passar a 1s2 2s2 2p6.

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

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

na configurao mais estvel o tomo para-e) magntico.

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

(UEMT/UFRGS) Qual dos elementos a seguir, cujas es-12. truturas eletrnicas so apresentadas, teria capacidade de ligao nula, se no ocorresse hibridizao?

1sa) 1.

1sb) 2 2s2.

1sc) 2 2s2 2p2.

1sd) 2 2s2 2p4.

1se) 2 2s2 2p5.

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

H Hocorra hibridao de orbitais atmicos do carbono e o resultado final se traduz pela existncia de seis ngulos de ligao iguais. Relativamente a essa hibridao pode--se dizer que:

forma ligaes dirigidas para os vrtices de um te-a) traedro.

forma ligaes dirigidas para os vrtices de um tri-b) ngulo equiltero.


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.

Cocana

uma das drogas ilegais mais consumi-das no mundo. A cocana um psicotrpico, pois age no Sistema Nervoso Central, isto , sua atuao no crebro e na medula espi-nhal, exatamente nos rgos que comandam os pensamentos e as aes das pessoas. H dois tipos de envenenamento pela cocana: um caracterizado pelo colapso circulatrio e, o outro, pela intoxicao do Sistema Nervoso Central o crebro, que o rgo da mente. A respirao primeiro estimulada e, depois, de-cai. A morte advm devido ao colapso cardaco. As alucinaes cocanicas so terrveis: no incio, um pouco de prazer, mas, com o decor-rer do tempo, o usurio pode ouvir zumbidos de insetos, queixando-se de desagradvel cheiro de carrapatos; sente pequenos ani-mais imaginrios, como vermes e piolhos, rastejando embaixo de sua pele, e as coceiras ou comiches quase o levam loucura. Nos casos agudos de intoxicao, pode haver perfurao do septo nasal, quando a droga aspirada ou friccionada nas narinas; e queda dos dentes, quando a frico for nas gengivas. A maneira como a cocana usada pode ter influncia nos efeitos. Quanto mais rpido a cocana absorvida e enviada para o crebro, maior ser a euforia experimentada. O reforo do prprio uso e a possibilidade de efeitos co-laterais tambm so maiores.

No jogue com a vida...

Div

ulg

ao

an

tid

rog

as.

Hemorragia intracerebral maci-a associada ao uso da cocana.

Div

ulg

ao

an

tid

rog

as.

Grande infarto cerebral devido ao uso de cocana.

Div

ulg

ao

an

tid

rog

as.

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

Um dos principais solventes orgnicos a acetona, utilizada numa das etapas do refino da cocana e que, por isso, tem sua comercializao controlada pela Polcia Federal.

A frmula estrutural da acetona pode ser representada por:

H C C C H

H H

H H

O

Pede-se:

Quantas ligaes sigma e pi existem em uma a) molcula da acetona?

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

(PUC) O boro tem nmero atmico 5. Podemos concluir 18. que sua camada de valncia tem:

2 eltrons com tendncia hibridao sp.a)

2 eltrons com tendncia hibridao spb) 2.

3 eltrons com tendncia hibridao sp.c)

3 eltrons com tendncia hibridao spd) 2.

3 eltrons com tendncia hibridao spe) 3.

(UFSC) Escreva os tipos de ligao sigma existentes 19. entre os tomos das molculas abaixo:

H H a)

H Cb)

c) H P H

HH S H d)


18 EM

_1S_

QU

I_00

6

(UFBA) Com relao molcula de gs carbnico ( O = C 20. = O), determine a soma das afirmaes corretas:

(01) Seu carbono est hibridado na forma sp2.

(02) Temos duas ligaes .

(04) Temos duas ligaes (p sp2).

(08) Apresenta duas ligaes (p sp).

(16) Suas ligaes p so do tipo sp sp.

(32) No apresenta ligao .

Soma ( )

(Udesc) Quando um tomo hibridiza um orbital atmico 21. s com dois orbitais atmicos p, formam-se:

trs orbitais hbridos spa) 3.

dois orbitais hbridos spb) 2.

quatro orbitais hbridos spc) 3.

trs orbitais hbridos spd) 2.

(UFPB) Dentre as molculas: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 tomo no estado de hibridizao sp so 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 histricos do dia 30 de abril23.

Fim da Guerra do Vietn

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 Vietn do Norte. At que,

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

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

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

Para resolver esse problema, os Estados Unidos decidiram pulverizar as rvores com um desfolhante e utilizou-se o agente-laranja, uma substncia altamente cancergena, descon-siderando que os soldados norte-americanos tambm combatiam naquela rea.

Observe a frmula 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 hibridizao encon-trado(s) no(s) tomo(s) de carbono desse composto?

Bry

an G

rig

sby.

(UFSC) Sobre a molcula do cido actico (encontrado 24. no vinagre), esquematizada abaixo, determine a soma das afirmaes corretas:

H

H C C O H

O

H1 2 5 6

3 4


19EM

_1S_

QU

I_00

6

(01) 1 (s p).

(02) 2 (sp3 sp2).

(04) 3 (p sp2) ou .

(08) 4 ou (p p).

(16) 5 (p sp2).

(32) 6 (s p).

Soma ( )


20 EM

_1S_

QU

I_00

6

1.

n = 1; a) = 0; nmero de eltrons = 2

n = 2; b) = 1; nmero de eltrons = 6

4p2. 5

5f3. 2

a e c4.

16 orbitais e 32 eltrons5.

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: hibridao sp2. Carbono II: hibridao a) sp3.


21EM

_1S_

QU

I_00

6

Ligao 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 ligaes sigma e 1 ligao 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.

Hibridizao 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


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quimica - orbitais