Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Química Prof.ª Talita Sousa

Transcrição

1 Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

2 Relembrando o modelo de Bohr Niels Bohr Por meio de seus estudos, Bohr formulou dois postulados: A existência de um estado estacionário, ou seja, órbitas estacionárias nas quais permanecem os elétrons; a possibilidade de mudança de órbita pelo elétron, consequência da absorção ou liberação de energia. Esse processo de salto de um elétron para um nível energético maior denomina-se salto quântico.

3 Ordem crescente de energia A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia O átomo possui níveis ou camadas de energia. Cada nível ou camada tem uma quantidade máxima de elétrons que pode conter. Nível Camada Quantidade de elétrons 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 5 O 32 6 P 18 7 Q 8 Esses níveis possuem compartimentos chamados de subníveis, que também tem uma capacidade máxima de elétrons. Subnível s p d f Número máximo de elétrons

4 A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia Agora que sabemos o número máximo de elétrons em cada nível e subnível, podemos completar a tabela: Nível Camada Quantidade de elétrons Subnível 1 K 2 s 2 L 8 s, p 3 M 18 s, p, d 4 N 32 s, p, d, f 5 O 32 s, p, d, f 6 P 18 s, p, d 7 Q 8 s, p Preenchimento eletrônico 1s 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 6 A distribuição eletrônica baseia-se no posicionamento dos elétrons na eletrosfera segundo uma ordem crescente de energia. A ordem crescente de energia dos subníveis eletrônicos é a seguinte: s < p < d < f

5 Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling Nem sempre o subnível mais externo é aquele com maior quantidade de energia. Por exemplo, apesar do subnível 4s ser mais externo do que o subnível 3d, ele é menos energético.

6 Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling Realizar a distribuição eletrônica tornou-se mais simples com a elaboração de um diagrama, chamado diagrama de Linus Pauling, e também conhecido como princípio de aufbau. Linus Pauling No diagrama, deve-se seguir as linhas traçadas e completar os níveis e subníveis com o numero de elétrons adequado.

7 Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling Ordem crescente de energia 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 Ao dizer que um elétron ocupa um nível de menor energia, expressa-se que ele se encontra em seu estado fundamental. Genericamente, temos: ns x Exemplos: 2He 1s 2 17Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 30Zn 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 Camada ou nível de valência: é a camada mais externa de um átomo, representada pelo maior valor de n.

8 Distribuição eletrônica de íons Os átomos podem perder ou ganhar elétrons. Essa perda ou ganho acontece na última camada ou no último nível energético, isto é, na camada ou nível de valência. Cátion 11Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 11Na + 1s 2 2s 2 2p 6 Ânion 17Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 17Cl - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

9 Modelo Quântico Natureza dual da matéria Em movimento natureza corpuscular e ondulatória. O princípio da incerteza de Heisenberg Não é possível expressar com exatidão simultaneamente a velocidade e a posição dos elétrons. Louis de Brouglie Criação do modelo quântico Werner Heisenberg Com a impossibilidade de determinar a localização e a velocidade do elétron, desenvolveu-se o conceito de orbital, a região na qual há maior probabilidade de se encontrar um elétron. Representação do orbital do átomo de hidrogênio. A região de cor azul mais intensa representa uma probabilidade maior de encontrar o elétron.

10 Distribuição eletrônica em orbitais Assim como os níveis são subdivididos em subníveis, estes também possuem compartimentos menores chamados de orbitais. s = 1 orbital p = 3 orbitais d = 5 orbitais f = 7 orbitais Cada orbital comporta no máximo dois elétrons.

11 Distribuição eletrônica em orbitais Junto ao principio de aufbau, na distribuição eletrônica em orbitais, será utilizado o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund. Princípio de exclusão de Pauli: um orbital comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários. Regra de Hund: em um mesmo subnível, de início, todos os orbitais devem receber seu primeiro elétron, e só depois cada orbital irá receber seu segundo elétron. Assim, a ordem de entrada dos 6 elétrons num orbital do tipo p será:

12 Atividade Mód. 9 - Exercícios conceituais e contextualizados FIM!