A eletrosfea do átomo

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Afonso de Sá Rosa
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1 A eletrosfea do átomo É dividida em nível e subnível. Nível: cada nível comporta uma quantidade máxima de elétrons: x=n. NÍVEL QUANTIDADE MÁXIMA DE e. 1 =. = 8. 3 = = 3. 5 = = 7. 7 = = 18 - Subnível: para cada nível é possível um subnível. Cada subnível possui uma quantidade máxima de elétrons e um valor. Distribuição eletrônica Valor assumido Subnível Quantidade máxima de e - 0 s 1 p 6 d 10 3 f 14 Ordem crescente de energia 1s ; s ; p 6 ; 3s ; 3p 6 ; 4s ; 3d 10 ; 4p 6 ; 5s ; 4d 10 ; Legenda: 5p 6 ; 6s ; C.V 4f 14 e.e. mais energético (onde ter min a) C.V. camada de valência (maior nível) Orbital: é a região da eletrosfera do átomo onde a probabilidade é máxima de encontrar o elétron. Princípio da Exclusão de Paull: cada orbital comporta no máximo dois elétrons com movimentos de rotação opostos. Modelo: ou ou Regra de Hund: O segundo elétron de um mesmo orbital de um subnível só pode ser colocado após cada orbital, desse subnível, receber seu primeiro elétron. Modelo: 5p 4

2 Exercícios errado certo 01. (SCHELL) Analise as afirmações e em seguida marque a opção mais coerente. I. O subnível f comporta no máximo 14 elétrons, pois possui 7 orbitais. II. Um orbital do subnível p comporta no máximo 6 elétrons. III. Os orbitais do subnível d são numerados de até +. a) somente I e II estão corretas b) somente I e III estão corretas c) somente II e III estão corretas d) I, II, III estão corretas e) I, II,III estão erradas 0. (SCHELL) Um átomo x possui a figura como sendo do subnível mais energético do 4º nível. Indique o orbital do último elétron do subnível mais energético do seu isóbaro Y, sabendo-se que X e Y possuem, respectivamente, número de nêutrons 3 e 34. a) b) 1 c) 0 d) +1 e) + Números quânticos São números que localizam o elétron. São eles: Número quântico Representado por Indica Valor Assumido Principal N Nível Vai de 1 ao infinito (1 a 7) Secundário Subnível Vai de zero ao infinito menos 1 (0 a 3). Magnético m ou m Orbital do elétron Vai de ou + (-3 até +3) SPIN s ou ms A rotação do elétron Pode ser: + ( ) e - ( ) 1 1 Exemplos: Obs.: considere o primeiro elétron a ocupar o orbital sendo negativo em todas as questões desse material. 1)- Determine os quatro números quânticos para o último elétron do subnível mais energético dos seguintes átomos : a) 17X b) 6Y c) 37Z d)45k )- Indique o número atômico de cada átomo a seguir conhecendo os números quânticos para o último elétron do subnível mais energético. a) n=3, l=1, m=0 e s=-1/. b) n=4, l=, m= e s=+1/. c) n=4, l=3, m=-1 e s=-1/. 3)- Dois átomos A e B são isóbaros. O átomo A possui os seguintes números quânticos n=4, l=0, m=0 e s==1/, para o último elétron do subnível mais energético. Determine os quatro números quânticos para o último elétron do subnível mais energético do átomo B, sabendo-se que os números de nêutrons de A e B são, respectivamente: 0 e 19.

3 Exercícios 03. (SCHELL) Um átomo R possui elétrons no subnível mais energético de valor e número quântico principal de valor 4. Indique o número atômico desse átomo. a) 6 b) 8 c) 0 d) 3 e) (SCHELL) Dois átomos quaisquer A e B são isóbaros. O átomo A tem sua distribuição eletrônica terminada em 5p 4 e número de nêutron igual a 53. Indique o número de elétrons da camada de valência de B, sabendo que seu número de nêutrons é igual a 5. a) 5 b) 7 c) d) 1 e) 53 Tabela Periódica A Tabela Periódica atual é constituída de 18 colunas na vertical (família) e 7 linhas na horizontal (períodos). Famílias Atualmente, são contadas da esquerda para a direita de 1 a 18, porém ainda trabalhamos muito com a divisão das famílias em A (representativos) e B (transição). Períodos São as linhas horizontais da tabela periódica. Como encontrar? Basta encontrar a camada de valência (maior camada). Ex.: 1SC 1s, s, p 6, 3s, 3p 6, s ; 4 C.V. 3d 10, logo está no 4º período. Família A a zero São os elementos representativos, tendo o subnível s ou p como o mais energético e no último nível. Quando o subnível s for o mais energético temos: s 1 (ns 1 ), é da família IA ou 1. s (ns ), é da família IIA ou, exceto quando n = 1, pois 1s é o hélio (He) que é da família VIIIA ou zero ou 18. Quando o subnível p for o mais energético, basta somar com. Logo, o resultado corresponde à família, assim:

4 p 1 (ns np 1 ), é da família IIIA ou 13; p (ns np ), é da família IVA ou 14; p 3 (ns np 3 ), é da família VA ou 15...; p 6 (ns np 6 ), é da família VIA ou 16. OBS.: cada família dos elementos representativos possui um nome particular. Vejamos. Família IA ou 1 IIA ou IIIA ou 13 IVA ou 14 VA ou 15 VIA ou 16 VIIA ou 17 VIIIA ou 18 ou zero Nome da família metais alcalinos metais alcalinos terrosos família do boro família do carbono família do nitrogênio calcogênios ou chalcogênios halogênios gases nobres ou gases raros ou gases inertes A configuração eletrônica geral é: ns np 1 até6 Família B São os elementos de transição, tendo o subnível d ou f como sendo o mais energético. São chamados de transição externa ou transição interna. Como encontrar esses elementos na Tabela Periódica? Elementos de transição externa: basta encontrar o subnível d como sendo o mais energético com 1 a 10 elétrons e somar esses elétrons com os elétrons da camada de valência (geralmente ), pois o resultado corresponde à família. Se o resultado for 3, logo é da família IIIB; 4 = IVB; 5 = VB; 6 = VIB; 7 = VIIB; 8, 9 ou 10 = VIIIB; 11 = IB e 1 = IIB. Elementos de transição interna: basta encontrar o subnível f como sendo o mais energético, pois sempre está na família IIIB, no 6º (sexto) período ou 7º (sétimo) período. Configuração geral: ns (n 1)d 1 até 10 são denominados de transição externa. Se o subnível f for o mais energético? Sempre será da família IIIB do 6º ou 7º período. Série dos lantanídeos e série dos actinídeos. Configuração geral: ns (n )f 1 até 14. São denominados de transição interna. Obs.: na classificação mais moderna temos: família IA = 1; IIA = ; IIIB =3; IVB = 4; VB = 5; VIB = 6; VIIB = 7; VIIIB = 8; VIIIB = 9; VIIIB = 10; IB = 11; IIB = 1; IIIA = 13; IVA = 14; VA = 15; VIA = 16; VIIA = 17; VIIIA = 18. Classificação quanto às propriedades físicas: metais, ametais, semimetais, gases nobres e hidrogênio.

5 Metais: correspondem, aproximadamente, a 3 da Tabela Periódica. São todos sólidos, exceto o mercúrio, que é líquido. Apresentam a cor metálico, exceto o ouro, que é dourado e o cobre, que é avermelhado. São bons condutores de calor e de corrente elétrica. Possuem elevados pontos de fusão e ebulição. São eletropositivos. Não metais: são constituídos de 11 elementos. Somente o bromo é líquido. Nitrogênio, oxigênio, flúor e cloro são gasosos e os demais são sólidos. As outras características são opostas às dos metais. Semimetais: são constituídos de 7 (sete) elementos. São todos sólidos. Suas características são intermediárias às dos metais e não metais.o mais utilizado é o silício em ship. Gases nobres: são constituídos de 6 (seis) elementos. São todos gasosos. Sua principal característica é a sua estabilidade eletrônica. Hidrogênio: é um gás atípico. Está na família IA (1) na maioria das Tabelas Periódicas devido sua configuração eletrônica, 1s 1,por ser semelhante, porém não é metal alcalino. Exercício 05. (SCHELL) Associe corretamente as colunas. 1) ns ) ns (n )f 5 3) ns 1 4) ns (n 1)d 5 5) ns np 5 ( ) Possui maior tendência a perder elétrons. ( ) Possui maior tendência a ganhar elétrons. ( ) Série dos lantanídeos e actinídeos. ( ) Transição externa. ( ) Possui o metal encontrado no leite de magnésia. Lendo o número formado, de cima para baixo, teremos: a) b) c) d) e) Propriedades periódicas e aperiódicas A Tabela Periódica pode ser utilizada para relacionar as propriedades dos elementos com suas estruturas atômicas, podendo ser de dois tipos: aperiódicas e periódicas. Propriedades aperiódicas

6 São aquelas cujos valores variam (crescem ou decrescem) na medida em que o número atômico aumenta. E que não se repetem e determinados períodos. Ex.: massa atômica, número de nêutrons, calor específico. Massa atômica: só cresce com o aumento do número atômico. Número de nêutrons: só cresce com o aumento do número atômico. Calor específico: só decresce com o aumento do número atômico. OBS.: O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar de 1 ºC a temperatura de 1g do elemento. No geral as propriedades aperiódicas podem ser representadas pelos seguintes gráficos: P. AP. P. AP. z Legenda: z P.AP. propriedade aperiódica z númeroatômico Propriedades periódicas São aquela que, à medida que o número atômico aumenta, assumem valores semelhantes para intervalos regulares, isto é, repetem-se periodicamente. Exemplo: raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica, eletronegatividade, eletropositividade, ponto de fusão e ponto de ebulição, densidade, volume atômico e reatividade. Raio atômico ou tamanho do átomo

7 O raio é determinado pela distância nuclear entre dois átomos iguais. d r d Legenda: d diâmetro r raio De maneira geral, para compararmos o tamanho dos átomos, devemos levar em conta dois fatores: 1) O número de níveis (camadas); ) O número de prótons (carga nuclear). Para átomos de uma mesma família, quanto maior o número atômico, maior o número de camadas. Logo, maior o raio atômico, isto é, aumenta de cima para baixo. Para átomos de um mesmo período (famílias diferentes), quanto maior o número atômico, maior o número de prótons. Logo, uma maior atração com os elétrons. Então, ocorre uma diminuição no tamanho dos átomos, isto é, aumenta da direita (família VIIIA) para a esquerda (família IA). Variação do raio atômico na Tabela Periódica Obs.: o raio do átomo e de seus íons: raio do átomo > raio do cátion raio do átomo < raio do ânion

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