UMA BREVE REVISAo SOBRE REGIAO EXTRA-NUCLEAR

Material preparado pelo Professor: Edson Braga da SilvaEm urn atomo, os eiCtrons estao em voita do nucleo. 0 numero de eletron nesta regHio, que

e denominada de regHio extra-nuclear, ou eletrosfera, e exatamente igual ao numero deprOtons no nucleo do atomo de tal modo que 0 atomo e eletricamente neutro. Estes eletrons sedispoem em camadas eletronicas ou niveis de energia. 0 estudo dos espectros atomicos delinha levou a ideia dos referidos niveis. Eles sao subdivididos em subniveis de energia. 0estudo dos espectros atomicos de raias, subdivisao das linhas, levou a ideia de subniveis. Noquadro abaixo sao mostrados os niveis, subniveis, quantidade maxima de elCtrons porsubniveis e por niveis.

Niveis Camadas .

1 K2 L3 M4 N5 06 P7 . Q

Subniveis Maximo de eletronss 2p 6d 10f 14

Camadas Niveis de Subniveis N U maximo de e-I no niveleneq~ia de energia

K 1 Is 2L 2 I 2s e 2p 8M 3 3s, 3p e 3d 18N 4 4s, 4p, 4d e 4f 320 5 5s, 5p, 4d e 5f 32P 6 6s, 6p e 6d 18Q 7 7s e 7p 8

Quando urn eletron recebe energia suficiente ele e arrancado do atomo e este se transformaem urn ion positivo classificado como cation. 0 ion formado passa a ter uma carga positivaque e igual ao numero de eletrons que 0 atomo perdeu. A cnergia necessaria para arrancareletron de urn atomo neutro e no estado gasoso, e cham ad a de cnergia de ioniza.;ao. Veja aseguir a na proxima pagina.

-----.. IlNa+(g) + eletron

Ja aprendemos calcular esta energia de ioniza.;ao, tanto quando 0 eletron esta no estadofundamental como quando esta no estado excitado,

AEEn,Esup,

. Einf.

variayao de energia. .Energia de um dado nive!.Energia do nivel mais energetico.Energia do niveI rnenos .energetico

En = - 1312/n2

Energia em Kj/mol

Ha casos em que a energia cedida a urn eletron faz com que ele salte para um nfvel rnais afastadodo nucIeo, mas, nao e suficiente para arranca-Io do atomo. Neste caso, dizemos que ele esta em urnestado excitado. 0 eIetron pode voltar ao nivel de origem e emitir a quantidade de energia que haviaabsorvido. Muitas vezes esta energia e uma energia visfveI e n6s enxergamos cores correspondentesas mesrnas. Cada atorno tem uma cor caracterfstica nestas condiyoes. 0 s6dio emite cor arnarela, acobre cor verde, 0 potassic cor violeta. Etc. Este fenomeno e usado em letreiros luminosos.

Em alguns tex.tos de quimica e tradiyao pedir que se faya a configurayao eletronica de Momosdos elementos quirnicos. Nestes textos esugerido 0 seguinte roteiro:1. Coloca-se 0 maximo posslvel de eletrons disponlveis no subnfvel de menorenergia ..

2. Se ao preencher este subnlvel ainda restarem eletrons, estes devem sercolocados no proximo subnlvel de menor energia ate preencher este subnfvel,e assim sucessivamente.

COlTIO os eletrons devern ser colocados em ordem crescente de energia dos subniveis, enecessario que saibamos qual e esta ordem~ Ja sabemos que a medida que se afasta do nucleo,aumenta-se a energia dos niveis, contudo, em alguns casos, um nivel embora tenha menos energiaque outro, apresenta urn subnivel rnais energetico que aIgurn subnivel deste nive!. Por exernplo, 0

subnivel 3d esta no terceiro nivel, nivel de menor energia cornparado com 0 quarto nivel, e oseIetrons deste subniveI 3d tem maior energia que os eIetrons do subniveI 4s, subnivel do quartonive!..

Para encontrarmos a ordem crescente de energia dos subnfveis existe um diagrama, chamadodiagrama das diagonais, que mostraremos a seguir.

k:.,Seguindo-se as setas acima, chega-se a ordem crescente de energia dos subniveis, assim,

r-··-·-·-···----·-·-···-··-··-·-···-······-·--·-·-------.-.--------------.-.---.-----------.------.-.- ----- --..----·-·- --1I IlIs < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s II < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p IL- .._. .----1

----_._._.__ ._._._--------- --------~---- -- ---- ~-Esta letra indica 0 subnivel s. ---~

----,----------_. __ ...:.-_¥_----

4p3

Eotra indica0 subnivelp

ORBTAIS.Conforme j:i estudamos, orbital e a regHio mais prov:ivel de se encontrar 0 elt~tron no

subnivel. Cada orbital comporta no maximo dois eletrons. Representando urn orbital porurn retangulo e chamando os orbitais dos subniveis s de orbital s, os dos subniveis p deorbitais px, py e pz , os orbitais dos subniveis d de db d2, d3, d4, ds e, finalmente os orbitaisdos subniveis f de fll f2, f3, f4, fs, f6e f7, podemos construir 0 seguinte quadro:

SUBNiVEIS

I

I

Idl d2 d3 d4 ds

__ d D_D_D_D_D_' _

1__ f 1 f_'_II_{2_"_f3_'_II_

f4_, _' £_5_1_1 _f6_1_I_f7_1

so

Agora vamos relacionar os m'lmeros quanticos com as informa~oes conhecidas. Lembre-seque 0 movimento dos eletrons em torno de seu proprio eixo e chamado de spin.

NUMERO QUANTICOS.Estes numeros saG conhecidos como numeroS quanticos principal, secundario, magnetico e spin.

NUMERO QUANTICO PRINCIPAL.Seus valores variam de 1 a 7 e indicam 0 nivel em que esta 0 eletron. E representado pel a letia n.

NUMERO QUANTICO SECUNDARIOIndica 0 subnivel do eletron. E representado pela letra 1. Seus valores estao no quadro abaixo e

relacionados com as subnfveis a que se referem.

Subnfvel Valores de 1.s 0 Ip 1d 2f 3

NUMERO QUANTICO MAGNETICOindica 0 orbital do eletron, seus val ores variam de - 1.

deste.numero quantico em ou mi'

Subnfvel Valores de 1. Valores de m l.

s 0 0

p I -1, 0, +1

d 2 -2 -1 0 +1 +2

f 3 -1 -7. -1 0 +1 +7 +1

NUMEROQUANTICO SPIN.Indica 0 movimento de rotayao do eletron em torno do proprio eixo. Seus val ores saG + 1/2 ou -

1/2.Alem do que foi visto, para fazer distribuiyao eletronica em orbtais e necessaria lembrarmos daRegra de Hund e do principio de Exclusao de Pauli ...

Om orbital compacta no maximo dOiS eletrons e estes devern ter SPI11Sopostos.

REGRA DE HUND. ,

So se colocam dois eletrons em urn orbital se todos as orbitais deste subnivelja tern pelo menos urn eletron, em outras palavras, os eletrons devem ficar 0 maximo

desemparelhado possivel nos orbitais de urn mesmo subnfvel.

1. Fal;a a configural;ao eietronica em niveis, subniveis e orbitais do ultimo nivd pUI'a aseguintes especies quimicas:

6) 26Fe+3

7)OBS. Para se fazcr distribuil;ao cletronica de cations, faz-se a distribuil;ao eletronica

normalmente do atomo que originou 0 ion e a seguir retiram-se quantos eletrons foremnecessarios, iniciando-se esta retirada do nivel mais externo.

+27. 25Mn

-28. 26S

OBS. Para se fazer distribuil;ao eletronica de anions, soma-se ao numero atomico a cargado ion e faz-se a distribuil;ao eletronica considerando 0 numero obtido como 0 numero deeletrons·do anion ..

-18. l7C

II. Para cada especie acima, determine os numeros quanticos:a) Dos eletrons eletron mais externosb) Dos eletrons mais energeticosc) Do eletron diferenciador. (Eletron diferenciador e 0 ultimo colocado em uma configural;aoeletronica).III. Determine 0 n umero de eletrons desemparelhados de cada especie da questao n. I.