ÁTOMO: núcleo muito pequeno composto por prótons e nêutrons, que é circundado por elétrons em movimento;

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1 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 C; Elétrons: negativo Prótons: positivo Nêutrons (N): carga neutra NÚMERO ATÔMICO (Z): número de prótons no núcleo do elemento químico; 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

2 1.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (uma): 1 uma = 1/12 massa atômica do isótopo mais comum do carbono, carbono 12 ( 12 C) 12 C A = 12,00000 Az Z + N 1 mol = 6,023 x 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; ELÉTRON EM ÓRBITA NÚCLEO 2

3 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, m l número de estados energéticos; 3

4 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 L 3 M 4 N s 1 2 p 3 6 s 1 2 p 3 6 d 5 10 s 1 2 p 3 6 d 5 10 f ELÉTRONS NOS ÁTOMOS Diagrama completo de níveis energéticos utilizando o modelo mecânico ondulatório 4

5 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. 5

6 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. 6

7 1.3 TABELA PERIÓDICA 2. LIGAÇÃO ATÔMICA NOS SÓLIDOS FORÇAS E ENERGIA DE LIGAÇÃO LIGAÇÕES INTERATÔMICAS PRIMÁRIAS LIGAÇÕES SECUNDÁRIAS MOLÉCULAS 7

8 2.1 FORÇAS E ENERGIA DE LIGAÇÃO ENERGIA DE LIGAÇÃO: energia exigida para separar dois átomos quimicamente ligados; Z energia de ligação Temperatura ambiente: Estado sólido: Z energia de ligação Estado gasoso: b energia de ligação Líquidos: energia intermediária Z temperatura de fusão 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. 8

9 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. 9

10 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; 10

11 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. 11