1.2 Átomos, iões e a nuvem eletrónica

Transcrição

1 Probabilidade de 1.2 Átomos, iões e a nuvem eletrónica 1 Nuvem eletrónica A nuvem eletrónica é uma região do espaço onde os eletrões se movem em torno do núcleo. Na sua representação utiliza-se uma cor mais escura na zona mais próxima do núcleo, indicando maior densidade eletrónica, porque há maior probabilidade de nas proximidades do núcleo. Fig. 1 Átomo Nuvem menos densa < probabilidade de Pequena distância ao núcleo grande probabilidade de encontrar Grande um eletrão distância ao núcleo pequena probabilidade de encontrar um eletrão Nuvem mais densa > probabilidade de Distância ao núcleo 2 2 1

2 Tamanho dos átomos Admite-se que o tamanho do átomo é até ao limite da nuvem eletrónica. Não associar o tamanho do átomo com número de eletrões que possuem! Tamanho do átomo Fig. 2 Tamanho do átomo há átomos com mais eletrões, que são maiores, sendo também maiores as suas nuvens eletrónicas; há átomos com mais eletrões, que são menores, porque há maior atração entre núcleos (+) e eletrões ( ), sendo menores as suas nuvens eletrónicas. N 7 eletrões O 8 eletrões 3 3 Distribuição eletrónica dos átomos Os eletrões da nuvem eletrónica dos átomos não têm todos a mesma energia e só determinados valores de energia são possíveis para os eletrões. Os eletrões distribuem-se por níveis de energia, caracterizados por um número inteiro n. O número máximo de eletrões em cada nível pode calcular-se pela expressão: 2n 2 n=1 2 eletrões n=2 8 eletrões n=3 18 eletrões último 8 eletrões No último nível, qualquer que ele seja, o número máximo de eletrões que um átomo pode ter é oito

3 ENERGIA ENERGIA Distribuição eletrónica dos átomos Quando se distribuem os eletrões de um átomo pelos níveis, de acordo com o princípio de energia mínima diz-se que se faz a sua distribuição eletrónica. 12Mg O átomo de magnésio possui 12 eletrões Distribuição eletrónica: º Nível 2º Nível 1º Nível 5 5 Distribuição eletrónica dos átomos 19K O átomo de potássio possui 19 eletrões. Distribuição eletrónica: Último nível não pode ter mais de 8 eletrões! Quanto maior é o valor de n associado a um nível de energia, maior é a 4º Nível distância, medida a partir do núcleo do átomo, até à qual se movem os eletrões desse nível. 3º Nível 2º Nível 1º Nível 6 6 3

4 Eletrões de valência De todos os eletrões de um átomo, os do último nível, chamam-se eletrões de valência. Os eletrões de valência são responsáveis: pelo comportamento químico do respetivo elemento, ou seja, pelas reações químicas em que participa; pela ligação com outros átomos para formar moléculas. 12Mg Distribuição eletrónica: eletrões de valência 19K Distribuição eletrónica: eletrão de valência 7 7 Distribuição eletrónica de iões estáveis Um átomo que perde eletrões transforma-se num ião positivo ou catião. Qualquer ião positivo é menor do que o respetivo átomo porque perdeu os eletrões mais exteriores. A nuvem eletrónica do ião positivo é menor do que a do átomo. átomo Perde eletrões Ião positivo Fig. 3 Comparação do tamanho do átomo com o do seu ião 8 8 4

5 Distribuição eletrónica de iões estáveis Um átomo que ganha eletrões transforma-se num ião negativo ou anião. Qualquer ião negativo é maior do que o respetivo átomo porque captou eletrões, que são menos atraídos pelos mesmos protões. A nuvem eletrónica do ião negativo é maior do que a do átomo. átomo ganha eletrões Ião negativo Fig. 4 Comparação do tamanho do átomo com o do seu ião 9 9 Distribuição eletrónica de iões estáveis Há muitos átomos que se transformam em iões para que a sua nuvem eletrónica passe a ficar com o número máximo de eletrões de valência, 2 no primeiro nível ou 8 nos restantes níveis, tornando-se mais estáveis. Os átomos com poucos eletrões de valência tem tendência a perdê-los, originando iões positivos estáveis, como acontece com os do cálcio: 20Ca Perde 2 eletrões 20Ca Os átomos com bastantes eletrões de valência tem tendência a captar eletrões, originando iões negativos estáveis, como acontece com os do oxigénio: 8O Ganha 2 eletrões 8O

6 Síntese A nuvem eletrónica é uma forma de representar a zona do átomo à volta do núcleo onde se movem os eletrões, que está de acordo com as principais ideias do modelo atómico atual: não há órbitas para os eletrões; os eletrões movem-se com velocidade elevadíssima em todo o espaço à volta do núcleo, não sendo possível localizá-los; a probabilidade de de um átomo diminui à medida que aumenta a distância ao núcleo e é igual para pontos à mesma distância do núcleo. Nuvem menos densa < probabilidade de Nuvem mais densa > probabilidade de Síntese O tamanho dos átomos corresponde aos limites da sua nuvem eletrónica. Os eletrões dos átomos distribuem-se por níveis de energia caracterizados por um certo valor n. O número máximo de eletrões num nível de energia n, calcula-se pela expressão 2n 2. O número máximo de eletrões no último nível é 2 eletrões, tratando-se do 1.º nível, e 8 eletrões em qualquer outro nível. Chama-se distribuição eletrónica de um átomo à distribuição dos eletrões pelos níveis de energia, atendendo ao princípio de energia mínima e à capacidade máxima de cada nível

7 Síntese Os eletrões do último nível são os mais afastados do núcleo de um átomo e chamam-se eletrões de valência. São os responsáveis pelo comportamento químico do elemento e pela ligação com outros átomos. Átomos com poucos eletrões de valência originam iões positivos estáveis, enquanto que átomos com bastantes eletrões de valência originam iões negativos. Os iões estáveis resultantes de átomos com Z 20 tem o último nível de energia completo