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.