Átomos multieletrônicos e
configuração eletrônica
Prof. Edson Nossol
Uberlândia, 12/05/2017
Química Fundamental I
Número quântico de spin magnético
Elétron se comporta
como um imã!
horário anti-horário
ms=+1/2 ms=-1/2
Princípio de exclusão de Pauli
Wolfgang Pauli
Dois elétrons no mesmo átomo não podem
ter os mesmos quatro números quânticos
→ n, l, ml descreve o orbital
→ n, l, ml e ms descreve o elétron
Número quântico de spin magnético
→ ms completa a descrição do elétron, não é
dependente do orbital!
→ n, l, ml descreve o orbital
→ n, l, ml e ms descreve o elétron
Princípio de exclusão de Pauli
Wolfgang Pauli
Dois elétrons no mesmo átomo não podem
ter os mesmos quatro números quânticos
→ n, l, ml descreve o orbital
→ n, l, ml e ms descreve o elétron
Exercício: Quantos elétrons possui um átomo com os números quânticos n= 4, ml= -2
Equação de Schrödinger
Hidrogênio (1 e-)
Hélio (2 e-)
Lítio (3 e-)
Seis novas incógnitas → Equações complicadas
Aproximação
Multi-elétrons X átomo de hidrogênio
Ar:
Semelhanças
Diferenças
→ Têm o mesmo formato
→ Mesma “estrutura” nodal
→ Os orbitais são menores nos átomos multieletrônicos
→ A energia dos orbitais em átomos multieletrônicos depende de n e de l
Energia de ligação
Orbitais em átomos multieletrônicos possuem energia menor (mais negativa) que orbitais no H
→ A energia dos orbitais em átomos multieletrônicos depende de n e de l
(1e-) (ne-)
-EIn -EInl
Z não é igual a Zeff
Z difere de Zeff devido a BLINDAGEM
Exemplo 1
Z=2
He (carga=2+)
e-
e- elétron#1
elétron#2
• elétron#1: Zeff= 1+
-EInl Ee-#1 = - (+1)2 RH
(1)2
2,18 x 10-18 J
Z=2
He (carga=2+)
e-
elétron#2
• elétron#2: Zeff= 2+
-EInl Ee-#1 = - (+2)2 RH
(1)2
8,72 x 10-18 J
e-
elétron#1
Exemplo 2
Exemplo 1
Exemplo 2
Zeff= 1
Zeff= 2
EI= 2,18 x 10-18 J
blindagem total
EI= 8,72 x 10-18 J
sem blindagem
Experimental EI= 3,94 x 10-18 J
Sabendo a EI podemos obter a carga nuclear efetiva (Zef)
EI =
Exercício: Qual valor de Zef abaixo é possível para um elétron 2s no átomo de Li (Z= 3) a) 0,39 b) 0,87 c) 1,42 d) 3,19 e) a e b f) a, b e c g) b e d
Princípio de Aufbaun
1) Princípio de exclusão de Pauli
2) Regra de Hund: quando elétrons são adicionados na mesma E
→ Um e- em cada estado primeiro
→ Spin paralelos (mais estável)
O (Z=8)
↑↓
↑↓
↑ ↑ ↑↓
Na (Z=11)
↑↓
↑↓
↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
Na: 1s2 2s2 2p6 3s1
Elétrons internos
Elétrons de valência
Na: [Ne] 3s1
Mg: [Ne] 3s2
Al: [Ne] 3s2 3p1
.
.
.
.
Ar: [Ne] 3s2 3p6
Quarto período
-EIn
-EIn
(exceções)
(exceções)
Experimental: orbitais d semi e
totalmente preenchidos
possuem menor energia