Os Nmeros Quanticos ISPTEC17-04-2012

1. Classificao da MatriaJohn Dalton, em 1808, props a teoria do modelo atmico, onde o tomo uma minscula esfera macia, impenetrvel, indestrutvel e indivisvel. Seu modelo atmico foi apelidado de modelo atmico da bola de bilhar.

O modelo actual aceite o da nuvem eletrnica, onde no se representam as trajetrias (orbitas), j que no so conhecidas, mas as zonas onde h maior probabilidade de encontrar os electres (orbitais).

Nmeros QunticosSo necessrios 3 numeros qunticos para descrever a distribuio dos electres em tomos. numero quntico principal, numero quntico de momento angular numero quntico magntico. Descrever as orbitais atmicas e para caracterizar os electres que nelas se encontram. numero quntico de spin - comportamento especifico de cada electro e completa a descrio dos electres nos tomos.

Nmeros Qunticosnumero quntico principal (n)

Pode ter como valores os nmeros inteiros 1, 2, 3 e assim sucessivamente. Est relecionado com a distncia media do electro ao ncleo numa determinada orbital. Quanto maior for n maior a distancia mdia de um electro numa orbital ao ncleo e portanto maior a orbital (e menos estvel ).Nveis 1 K 2 L 3 4 5 6 7 M N O P Q

Aumenta a energia

n=1

n=2

n=3

Nmeros Qunticos numero quntico de momento angular (l) Informa-os acerca da forma das orbitais. Os valores de l dependem do valor de n. Para um dado valor de l pode ter como valores possveis os nmeros inteiros de 0 a (n-1).N 1 2 3 (n-1) 1-1=0 2-1=1 3-1=2 l 0 0, 1 0,1,2

Nmeros Qunticosnumero quntico de momento angular (l)O valor de l geralmente designado por s, p, d, f, ...: Do ingls: sharp, principal, diffuse e fundamentalL Designao da orbital 0 s 1 p 2 d 3 f 4 g 5 h

orbita ls

orbita lp

orbita ld

Um conjunto de orbitais com o mesmo valor de n frequentemente designado por camada. Uma ou mais orbitais com os mesmos valores de n e l so designados por subcamadas. Para n=2, temos duas subcamadas l=0 e l=1. So as sub camadas 2s e 2p.

Nmeros Qunticosnumero quntico magntico (ml) Descreve a orientao da orbital no espao. Para dado valor de l h (2l+1) valores inteiros de ml: -l, (-l + 1), ..., 0,... (+l +1), +l l=0 ml=0 l=1 ml=[(2x1)+1]=3 ml=-1, 0; +1 l=2 ml=[(2x2)+1]=5 ml=-2, -1, 0, +1, +2 O numero de valores de ml indica o numero de orbitais numa sub-camada com determinado valor de lCada subnivel pode conter 2(2l+1) electres Por exemplo: para n=2 e l=1 temos uma subcamada 2p com 3 orbitais 2p

Nmeros Qunticosnumero quntico magntico (ml) Descreve a orientao da orbital no espao.O numero de valores de ml indica o numero de orbitais numa sub-camada com determinado valor de l

Subnivel

l

S P D f

0 1 2 3

m(2l+1) (n Quantico Magntico) 1 3 5 7

N Orbitais

Variao de m (-l a +l)

1 3 5 7

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

Nmeros Qunticosnumero quntico de spin (ms) Para ter em conta o movimento giratrio do electro (spin electrnico) com valores de +1/2 e -1/2

Exemplo: Escrever os valores de n, l e ml para as orbitais na sub-camada 4d

N= 4 orbital d, l= 2 ml= -2, -1, 0, +1, +2

5 orbitais d

Nmeros Qunticos Tabela ResumoNivel Subnivel L M N Orbitais (2l+1) 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 3 5 7 1 3 5 1 NMax Electres (4l+2) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 10 2 N Max electres no nivel 2 8 18

K L M

N

O

P

Q

S S P S P D S P D F S P D F S P D S

0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 0

0 0 -1, 0, -1 0 -1, 0, -1 -2, -1, 0, +1, +2 0 -1, 0, -1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 0 -1, 0, -1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 0 -1, 0, -1 -2, -1, 0, +1, +2 o

32

32

18

2

Configurao eletrnica

A forma como os eletres se distribuem nas orbitais dos tomos configurao electrnica deve conferir ao tomo o estado de menor energia possvel. Para isso deve obedecer s seguintes regras e princpios: Princpio de excluso de Pauli: na mesma orbital no podem coexistir dois eletres com o mesmo nmero quntico de spin.

Princpio de energia mnima: quando um tomo est no estado fundamental, os seus eletres ocupam as orbitais disponveis de menor energia. Regra de Hund: no preenchimento das orbitais da mesma energia (orbitais degeneradas), distribui-se primeiro um eletro por cada orbital, ficando todos com o mesmo spin, e s depois se completam com sipns opostos emparelhamento.

Configurao eletrnicaAdoptando a configuraonlx

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d Aumento de Energia