Apostila módulo I - Introdução a química/ parte 2

ETEC – CURSO TÉCNICO DE AÇÚCAR E ÁLCOOL

QUÍMICA – INTRODUÇÃO II

MODELOS ATÔMICOS

•              MODELO ATÔMICO DE RUTHEFORD – BOHR

Neste modelo, destacamos os seguintes postulados:

•                    Os elétrons descrevem sempre órbitas circulares ao redor do núcleo, chamadas de camadas ou níveis de energia;

•                    Cada nível possui um valor determinado de energia;

•                    Os elétrons só podem ocupar os níveis se tiverem determinada energia;

•                    Cada órbita é denominada de estado estacionário (K, L,M,N,O,P,Q) e podem ter respectivamente 2,8,18,32,32,18,2 elétrons;

•                    Cada nível é caracterizado por um número quântico (n);

             n = 1 2 3 4

•              MODELO ATÔMICO ATUAL

Desta teoria, o que temos que saber é a definição de ORBITAL, que é:

“ Região do espaço onde é máxima a probabilidade de encontrarmos o

elétron”.

Este modelo basea-se em 2 princípios:

Princípio da Dualidade = a todo elétron em movimento está associada uma

onda característica.

Princípio da Incerteza = não é possível determinar simultaneamente a posição

e a velocidade de um elétron.

NÚMEROS QUÂNTICOS

•              Schrodinger propôs que cada elétron em um átomo possui 4 números quânticos  que determinam sua energia e o formato da sua nuvem eletrônica. São eles:

^Ø            Número Quântico Principal (n) = define a energia do elétron e indica em qual nível de energia ele está. Quanto maior o n, aumenta a energia do elétron e na média ele está mais distante do núcleo do átomo. O n assume valores inteiros.

     n = 1    2    3    4    5    6    7   

           K    L    M   N   O    P    Q

Ø        Número Quântico Secundário ou Azimutal (l) = cada nível energético é constituído de um ou mais subníveis que está associado a forma da nuvem eletrônica. O l varia de 0 a 3 para os átomos conhecidos.   

                                                     l = 0     1       2      3

                                   Subníveis       s      p      d      f

                  Máximo de elétrons     2     6     10     14

_Ø            Número Quântico Magnético (m_l) =especifica a orientação permitida para uma nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem. Dessa forma, este número quântico pode assumir valores inteiros de -l, passando por zero, até +l. (m_l = 2* l +1)

                                                                                                                   

_Ø            Número Quântico Spin (m_s ) = indica a orientação do elétron ao redor do seu próprio eixo. Como existem apenas dois sentidos possíveis, este número quântico assume apenas os valores -1/2 e +1/2.

•             A distribuição eletrônica ou configuração eletrônica nos descreve o arrranjo dos elétrons em um átomo, fornecendo o número de elétrons em cada nível e subnível.

      Os elétrons preenchem os subníveis em ordem crescente de energia, e um subnível deve estar totalmente preenchido para começar o preenchimento do subnível seguinte.

      Linus Pauling formulou o diagrama que nos permite distribuir os elétrons corretamente.
Para fazermos a distribuição eletrônica de um átomo neutro, devemos saber o seu número atômico (Z) e seu número de elétrons e distribui-los.

 

    Exemplo:

₂₈ Ni = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸   distribuição eletrônica em ordem crescente energia

             

            1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸ 4s²    distribuição eletrônica em ordem de camadas

                

                     

•              Informações da Distribuição eletrônica

      Através de uma distribuição, podemos saber qual o subnível de maior energia, qual a camada de valência e quantos elétrons possui, em qual família e período está o elemento,

      Exemplo:

₁₉K = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹      distribuição eletrônica em ordem crescente energia

             

            1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹    distribuição eletrônica em ordem de camadas

 Subnível Maior Energia = 4s¹                    

 Camada de Valência = 4s¹   (é a que está mais afastada do núcleo; maior número)

                                                 

ÍONS

•              Se um átomo é eletricamente neutro, ele possui o número atômico igual ao número de elétrons??

      Porém, o átomo pode ganhar ou perder elétrons na eletrosfera sem ocorrer alteração em seu núcleo.

      Quando isto ocorrer, teremos partículas carregadas que se chamam ÍONS.

      Os íons podem ter cargas positivas (cátions = perde elétron) e negativas (ânions = ganha elétron).

₁₇ Cl³⁵ =  17 prótons, 17 elétrons, 18 nêutrons

                                                            _{se ele ganhar 1 elétron}

               17 prótons, 18 elétrons, 18 nêutrons ====Cl^-

₁₉K⁴⁰   = 19 prótons, 19 elétrons, 21 nêutrons

                                                         _{se ele perder 1 elétron}

                     

                    19 prótons, 18 elétrons, 21 nêutrons ==== K⁺                         

                                  

•              Distribuição Eletrônica de Íons

 Exemplos:

₁₁Na = 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹                          átomo neutro de sódio perde 1 elétron e

₁₁Na⁺  = 1s² 2s² 2p⁶                      torna-se um cátion.

₁₇Cl = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵               átomo neutro de cloro ganha 1 elétron e

₁₇Cl = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶                torna-se um ânion        

Quando se perde o elétron, perde-se o da camada de valência

Quando se ganha o elétron, ele “ entra” na camada de valência.

•              EXERCÍCIOS:

1) Faça a distribuição eletrônica, aponte o nível mais energético e a camada de

valência dos seguintes átomos neutros:   a)₁₇ Cl           b) ₂₆ Fe         c) ₄₂ Mo      d) ₉₂ U

2) Quantos elétrons no máximo podemos ter nas camadas:

•                    n = 1               b) n = 3             c) n=5

3) Dê os números quânticos dos átomos abaixo:

^•                     3p³                                   c) 2s²                           e) 6p²

^•                     4p⁵                                   d) 5d⁸                          f) 4f¹⁰

4) A última camada de  um átomo possui a configuração 3s² 3p⁶. Qual o valor

de Z deste átomo.

5) Faça a distribuição eletrônica dos seguintes íons:

a)  ₃₅ Br^-             b) ₂₆Fe⁺²         c) ₁₆S^-2      d) ₃₈ Sr⁺²