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Estrutura Atômica Prof. MARCUS RIBEIRO. Íons: Definição: é o átomo que perdeu ou ganhou elétrons. Classificação: Cátion (+): átomo que perdeu elétrons.

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1 Estrutura Atômica Prof. MARCUS RIBEIRO

2 Íons: Definição: é o átomo que perdeu ou ganhou elétrons. Classificação: Cátion (+): átomo que perdeu elétrons. Ex. átomo: 11 Na 23  cátion Na +1 + e - Ânion (-): átomo que ganhou elétrons. Ex. átomo: 17 Cl 35 + e -  ânion Cl -1

3 Exercícios 1. 1.Dê o número de prótons, elétrons e nêutrons das espécies a seguir: ESPÉCIESp e-e-e-e-n 26 Fe Fe 56 (+2) 15 P 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

4 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 16 e) 24 e 8

5   São átomos com o mesmo número de PRÓTONS.   Exemplos:   6 C 12 e 6 C 14 8 O 15 e 8 O 16   1 H 1 1 H 2 1 H 3   Hidrogênio Deutério Trítio   99,98% 0,02% % ISÓTOPOS:

6 ISÓTOPOS

7 ISÓBAROS:  São átomos com o mesmo número de MASSA Exemplos: 18 Ar 40 e 20 Ca Sc 42 e 22 Ti 42 ISÓTONOS:  São átomos com o mesmo número de NÊUTRONS Exemplos: 15 P 31 e 16 S Kr 38 e 20 Ca 40

8 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: 11 Na 23(+1) 8 O 16(-2) e 9 F 19(-1)

9 Exercícios de fixação: 1. Dados os átomos: 40 A B C D 83 a) Quais são os isótopos? b) Quais são os isóbaros? c) Quais são os isótonos? A - B A - C B - D

10 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 C A B C ISÓTOPOS ISÓTONOS ISÓBAROS

11 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. (n A + n B )

12 Se os átomos são isótopos, então: 3x – 6 = 2x + 4 x = 10 Logo: Átomo A: 24p, massa: 50, 26 nêutrons Átomo B: 24p, massa: 49, 25 nêutrons Átomo B: 24p, massa: 49, 25 nêutrons Total de nêutrons: 51

13 Estrutura 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. ) ) ) ) ) + - -

14 Números 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.

15 Número Quântico Principal (n)  Define o nível de energia ou camada: ) ) ) ) ) ) ) K L M N O P Q n =

16 Diagrama de Linus Pauling Níveis K1 L2 M3 N4 O5 P6 Q7 e-e s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p Max. de e - spdf

17 KLMNOPQKLMNOPQ s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14 6s 2 6p 6 6d 10 7s 2 7p Diagrama de LINUS PAULING

18 EXEMPLOS 01) 35 Br 80 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 K L M N K 2L 8 M18 N 7 02) 16 S elétrons 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 K 2L 8 M 8 35 elétrons Camada de valência 03) 28 Ni 28 elétrons 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 K 2L 8 M16 N 2 Camada de valência

19 DISTRIBUIÇÃO PARA CÁTIONS DE METAIS DE TRANSIÇÃO 04) 28 Ni 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. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 K 2L 8 M16 N 2M15 3d 7 05) 27 Co elétrons 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 7 K 2L 8M15 N 2M 13 3d 5

20 EXERCÍCIOS Faça a distribuição por subníveis e níveis de energia para as seguintes espécies: 01) 38 Sr 88 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 K 2L 8M18N e - no subnível mais energético 2 e - na sua camada de valência 02) 9 F 1- 1s 2 2s 2 2p 6 K2L8 6 e - no subnível mais energético 8 e - na sua camada de valência 03) 25 Mn 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 K 2L 8M13N 2

21 Número Quântico Principal (n)  Número máximo de elétrons por camada: n° max. e - = 2n 2. CamadaKLMNOPQ n n° max. e Obs. A expressão n° e - = 2n 2, na prática só é válida até a quarta camada.

22 Número Quântico Secundário (l)  Define o subnível de energia: l = n –1, apenas quatro foram observados: Subnívelspdf l0123 n° max. e Obs. O Número máximo de elétrons por subnível é dado por: n° max. e - = 2(2 l +1)

23 Número Quântico Magnético (m)  Define a orientação espacial, região mais provável de se encontrar um elétron (orbital), m varia de – l a + l s (0) = 1 orbital p (1) = 3 orbitais d (2) = 5 orbitais f (3) = 7 orbitais

24 Número Quântico Spin (s)  Define o sentido da rotação do elétron sentido horário s = - ½ anti-horário s = + ½ Horário Anti-horário

25 Distribuição Eletrônica Linus 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.

26 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

27 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.

28 Exercícios de fixação: Para o elemento cuja configuração eletrônica de nível de valência é 3s 2 3p 5, 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 1s 2 2s 2 3s 2 3p x 2 3p y 2 3p z 1. (32) O elétron de diferenciação localiza-se no subnível 3p z.


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