Estrutura Atômica Prof. MARCUS RIBEIRO.

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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: 11Na23  cátion Na+1 + e- Ânion (-): átomo que ganhou elétrons. Ex. átomo: 17Cl35 + e-  ânion Cl-1

3 Exercícios ESPÉCIES p e- n 26Fe56 26Fe56 (+2) 15P31 (-3)
Dê o número de prótons, elétrons e nêutrons das espécies a seguir: ESPÉCIES p e- n 26Fe56 26Fe56 (+2) 15P31 (-3) 26 26 30 24 30 26 15 18 16 2. O que decide se dois átomos quaisquer são de um mesmo elemento químico ou de elementos químicos diferentes é o número de: 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 ISÓTOPOS: São átomos com o mesmo número de PRÓTONS. Exemplos:
6C12 e 6C O15 e 8O16 1H H H3 Hidrogênio Deutério Trítio 99,98% ,02% %

6 ISÓTOPOS

7 ISÓBAROS: ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de MASSA Exemplos:
18Ar40 e 20Ca Sc42 e 22Ti42 ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de NÊUTRONS Exemplos: 15P31 e 16S Kr38 e 20Ca40

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: Na23(+1) 8O16(-2) e F19(-1)

9 Exercícios de fixação:
1. Dados os átomos: 40A B C D83 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
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 ISÓTOPOS ISÓBAROS 44 45 45 23 23 21 22 21 ISÓTONOS

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. (nA + nB)

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 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: Número quântico Principal. Número Quântico Secundário. Número Quântico Magnético. 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 K 1 L 2 M 3 N 4 O 5 P 6 Q 7 s p d f e- 2 8 18 32 1s s 2p s 3p 3d s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d s 7p 2 6 10 14 Max. de e-

17 2 K 8 L 18 M 32 N O P Q Diagrama de LINUS PAULING 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 7p6

18 EXEMPLOS 01) 35Br80 02) 16S2- 03) 28Ni K 1s2 35 elétrons L 2s2 2p6 1s2
3d10 4p5 M 3s2 3p6 3d10 K 2 L 8 M18 N 7 N 4s2 4p5 Camada de valência 02) 16S2- 18 elétrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 K 2 L 8 M 8 Camada de valência 03) 28Ni 28 elétrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 K 2 L 8 M16 N 2 Camada de valência

19 04) 28Ni3+ 05) 27Co4+ DISTRIBUIÇÃO PARA CÁTIONS DE METAIS DE TRANSIÇÃO
DEVE-SE : 1) DISTRIBUIR OS ELÉTRONS DO ÁTOMO NEUTRO . 2) RETIRAR ELÉTRONS DA ÚLTIMA CAMADA. 3) RETIRAR ELÉTRONS DOS SUBNÍVEIS PERTENCENTES A ÚLTIMA CAMADA. 04) 28Ni3+ 25 elétrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 3d8 K 2 L 8 M15 M16 N 2 05) 27Co4+ 23 elétrons 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 3d7 K 2 L 8 M15 M 13 N 2

20 EXERCÍCIOS Faça a distribuição por subníveis e níveis de energia para as seguintes espécies: 01) 38Sr88 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 2 e- no subnível mais energético K 2 L 8 M18 N 8 0 2 2 e- na sua camada de valência 02) 9F1- 6 e- no subnível mais energético 1s2 2s2 2p6 K2 L8 8 e- na sua camada de valência 03) 25Mn2+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 K 2 L 8 M13 N 2

21 Número Quântico Principal (n)
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- 8 18 32 Obs. A expressão n° e- = 2n2, 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: Subnível s p d f l 1 2 3 n° max. e- 6 10 14 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 -1 +1 p(1) = 3 orbitais -2 -1 +1 +2 d(2) = 5 orbitais -3 -2 -1 +1 +2 +3 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: Energia total do elétron: E = n + l. 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) b) c) d) 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 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 3px2 3py2 3pz1. (32) O elétron de diferenciação localiza-se no subnível 3pz.