1. ESTRUTURA ATÔMICA CONCEITOS FUNDAMENTAIS ELÉTRONS NOS ÁTOMOS TABELA PERIÓDICA Profª Janaína Araújo

1.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS ÁTOMO: núcleo muito pequeno composto por prótons e nêutrons, que é circundado por elétrons em movimento; Elétrons e prótons são eletricamente carregados: 1,60 x 10-19 C; Elétrons: negativo Prótons: positivo Nêutrons (N): carga neutra NÚMERO ATÔMICO (Z): número de prótons no núcleo do elemento químico; Para um átomo eletricamente neutro ou completo, o número atômico também é igual ao seu número de elétrons. Esse número varia em unidades inteiras entre 1, hidrogênio, e 94, plutônio.

1.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS MASSA ATÔMICA (A): soma das massas de prótons e nêutrons no interior do núcleo; Isótopos: átomos com duas ou mais massas atômicas diferentes; PESO ATÔMICO: média ponderada das massas atômicas dos isótopos; UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (uma): utilizada em cálculos do peso atômico;

1.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (uma): 1 uma = 1/12 massa atômica do isótopo mais comum do carbono, carbono 12 (12C) 12C  A = 12,00000 A z Z + N 1 mol = 6,023 x 1023 átomos ou moléculas 1 uma/átomo = 1 g/mol

1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Modelos atômicos Modelo atômico de Bohr: elétrons orbitam ao redor do núcleo atômico em orbitais distintos, onde a posição de qualquer elétron em particular é mais ou menos bem definida em termos do seu orbital; NÚCLEO ELÉTRON EM ÓRBITA

1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Modelos atômicos Modelo mecânico-ondulatório: o elétron exibe características tanto de uma onda como de uma partícula; a posição do elétron é considerada como sendo a probabilidade de um elétron estar em vários locais ao redor do núcleo.

1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Números quânticos: parâmetros para caracterização do átomo utilizando a mecânica ondulatória; Número quântico principal, n – especificação de camadas; Número quântico azimuthal, l – subcamada; Número quântico magnético, ml – número de estados energéticos; Número quântico principal pode assumir números inteiros a partir da unidade Número quântico azimuthal, l está relacionado à forma da subcamada eletrônica; a quantidade de subcamadas é restrita pela magnitude de n

Número Quântico Principal n 1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Número de estados eletrônicos disponíveis em algumas camadas e subcamadas eletrônicas Número Quântico Principal n Designação da Camada Subcamadas Número de estados Número de Elétrons Por Subcamadas Por Camada 1 K s 2 L 8 p 3 6 M 18 d 5 10 4 N 32 f 7 14

1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Diagrama completo de níveis energéticos utilizando o modelo mecânico ondulatório Quanto menor o número quântico principal, menor o nível energético; Dentro de cada camada, a energia de uma subcamada aumenta com o valor do número quântico l; Podem existir sobreposições na energia de um orbital em uma camada com orbitais em uma camada adjacente.

1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Configurações eletrônicas: Princípio da exclusão de Pauli: cada estado ou orbital eletrônico pode comportar um máximo de dois elétrons, que devem possuir valores de spin opostos.

1.2 ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Configurações eletrônicas: Estado fundamental: quando todos os elétrons ocupam as menores energias possíveis; Elétrons de valência: ocupam a camada preenchida mais externa; Configurações eletrônicas estáveis: os orbitais dentro da camada eletrônica mais externa ou de valência estão completamente preenchidos.

1.3 TABELA PERIÓDICA Classificação: de acordo com sua configuração eletrônica; Posicionamento: ordem crescente de número atômico; Os grupos IA e IIA têm o orbital s preenchido; Os grupos IIIA - VIIIA têm o orbital p preenchido; Os grupos IIIB – IIB têm o orbital d preenchido; Os lantanídeos e os actinídeos têm o orbital f preenchido.

1.3 TABELA PERIÓDICA

2. LIGAÇÃO ATÔMICA NOS SÓLIDOS FORÇAS E ENERGIA DE LIGAÇÃO LIGAÇÕES INTERATÔMICAS PRIMÁRIAS LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS MOLÉCULAS Profª Janaína Araújo

2.1 FORÇAS E ENERGIA DE LIGAÇÃO ENERGIA DE LIGAÇÃO: energia exigida para separar dois átomos quimicamente ligados; Z energia de ligação Z temperatura de fusão Temperatura ambiente: Estado sólido: Z energia de ligação Estado gasoso: b energia de ligação Líquidos: energia intermediária

2.2 LIGAÇÕES INTERATÔMICAS PRIMÁRIAS LIGAÇÃO IÔNICA: encontrada em compostos metálicos e não-metálicos; É chamada não-direcional, a magnitude da ligação é igual em todas as direções; Predominante nos materiais cerâmicos: Materiais duros e quebradiços; Materiais isolantes elétricos e térmicos. Os átomos de um elemento metálico perdem facilmente os seus elétrons de valência para os átomos não-metálicos.

2.2 LIGAÇÕES INTERATÔMICAS PRIMÁRIAS LIGAÇÃO COVALENTE: configurações eletrônicas são adquiridas pelo compartilhamento de elétrons; É chamada direcional, ocorre entre átomos específicos e pode existir somente na direção entre um átomo e um outro que participa no compartilhamento de elétrons; Pode ser forte (diamante) ou fraca (grafite); Usual nos materiais poliméricos.

2.2 LIGAÇÕES INTERATÔMICAS PRIMÁRIAS É possível a existência de ligações interatômicas que sejam parcialmente iônicas e parcialmente covalentes; Quanto maior for a diferença entre as eletronegatividades, mais iônica será a ligação; Quanto menor for esta diferença, maior será o grau de covalência.

2.2 LIGAÇÕES INTERATÔMICAS PRIMÁRIAS LIGAÇÃO METÁLICA: encontrada em metais e suas ligas; Apresenta caráter não-direcional; Pode ser forte ou fraca; É a força atrativa que mantém metais puros unidos; Os elétrons livres protegem os núcleos iônicos carregados positivamente das forças eletrostáticas mutuamente repulsivas que iriam exercer uns sobre os outros.

2.3 LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS LIGAÇÃO DE DIPOLO INDUZIDO FLUTUANTES: Um dipolo pode ser criado ou induzido em um átomo ou molécula que seja normalmente simétrico. Todos os átomos experimentam constantes movimentos vibracionais, com a conseqüente criação de pequenos dipolos elétricos;

2.3 LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS LIGAÇÃO DE DIPOLO INDUZIDO FLUTUANTES: Um desses dipolos pode produzir um deslocamento na distribuição eletrônica de uma molécula ou átomo adjacente, o que induz a segunda molécula a também se tornar um dipolo, que é, então, fracamente atraído ou ligado ao primeiro – LIGAÇÃO DE VAN DER WAALS.

2.4 MOLÉCULA Grupo de átomos que estão ligados entre si por meio de fortes ligações primárias; A totalidade das amostras sólidas unidas por meio de ligações iônicas e metálicas pode ser considerada como sendo uma única molécula; Ligação covalente: incluem moléculas diatômicas elementares, bem como uma gama de compostos; Materiais moleculares possuem relativamente baixas temperaturas de fusão e ebulição; Gases em temperatura e pressão ambiente possuem moléculas pequenas; Polímeros possuem moléculas extremamente grandes.