O documento descreve a estrutura atômica, incluindo suas três principais partículas (prótons, nêutrons e elétrons), número atômico, número de massa, isótopos, e modelos atômicos de Bohr e Schrödinger. Também explica números quânticos, distribuição eletrônica de acordo com Pauling, e exemplos de configurações eletrônicas de diferentes átomos.
2. A estrutura do átomo é composta por três partículas
fundamentais:
prótons (com carga positiva)
nêutrons (partículas neutras)
elétrons (com carga negativa).
3. NO NÚCLEO DE UM ÁTOMO ESTÃO OS
PRÓTONS E OS NÊUTRONS E GIRANDO
EM TORNO DESSE NÚCLEO ESTÃO OS
ELÉTRONS.
4. Número atômico = Corresponde ao número de prótons no núcleo de
seu átomo e determina sua posição na tabela periódica.
O número de massa de um átomo é dado pela soma de prótons e
nêutrons em seu núcleo, pois os elétrons têm massa desprezível.
Em alguns casos acontece de um mesmo elemento ter átomos com
massas diferentes. Esses são chamados de isótopos.
5. Prótons
Partícula fundamental na estrutura atômica carga positiva (+1);
O que caracteriza um elemento é o número de prótons do átomo, conhecido
como número atômico do elemento (Z).
O número de massa, representado pela letra (A), de um átomo é a soma das massas
massas dos prótons e nêutrons.
O número da massa (A) do átomo é formado pela soma do número atômico (Z)
com o número de nêutrons (N), ou seja, A = Z + N.
6. Nêutrons
O nêutron são partículas neutras que fazem parte do núcleo na estrutura
atômica dos átomos, juntamente com os prótons. Ele tem massa, mas não
tem carga. A massa é muito parecida com a do próton, cerca de 1,67 x 10-24 g.
Para se calcular a quantidade de nêutrons que um átomo possui basta fazer a
subtração entre o número de massa (A) e o número atômico (Z).
7. Elétrons
O elétron é uma circunda o núcleo atômico, com carga negativa (-1).
Um próton na presença de outro próton se repele, o mesmo ocorre com os elétrons,
mas entre um próton e um elétron existe uma força de atração (CARGA ELÉTRICA =
QUANTUM).
8.
9. MODELO ATÔMICO DE BOHR
Quando átomos são aquecidos ou submetidos a uma descarga elétrica, eles
absorvem energia, que em seguida é emitida como radiação em forma de luz. Essa
luz emitida pelos átomos pode ser estudada em espectrômetros, verificando-se que
ela é constituída por linhas com diferentes comprimentos de onda.
Imagem: Super Rad! / domínio público.
Imagem: Niels Bohr/ AB Lagrelius
& Westphal Domínio público
10. MODELO ATÔMICO DO ORBITAL
Princípio da Incerteza
de Heisenberg: é
impossível determinar
com precisão a posição
e a velocidade de um
elétron num mesmo
instante;
Imagem: Autor Desconhecido/ Disponibilizada por Quiris/
Domínio público
11. MODELO ATÔMICO DO ORBITAL
Erwin Schrödinger, baseado
nestes dois princípios, criou o
conceito de Orbital;
Orbital é a região onde é
mais provável encontrar um
elétron.
Imagem: Autor Desconhecido/ Disponibilizada por
Orgullomoore / Domínio público
12.
13. NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL (N)
Indica o nível de energia do elétron no átomo. Entre os átomos
conhecidos em seus estados fundamentais, n varia de 1 a 7. O
número máximo de elétrons em cada nível é dado por 2n2
.
1° K 2
2° L 8
18
32
32
18
3° M
4° N
5° O
6° P
8
7° Q
14. NÚMERO QUÂNTICO SECUNDÁRIO (L)
Indica a energia do elétron no subnível. Entre os átomos
conhecidos em seus estados fundamentais, L varia de 0 a 3 e
esses subníveis são representados pelas letras s, p, d,
f, respectivamente.
Subnível n° quântico (ℓ) Máximo de elétrons
s 0 2
p 1 6
d 2 10
f 3 14
15. NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO (M)
O número quântico magnético especifica a orientação permitida para
uma nuvem eletrônica no espaço, sendo que o número de orientações
permitidas está diretamente relacionado à forma da nuvem
(designada pelo valor de l). Dessa forma, este número quântico pode
assumir valores inteiros de -l, passando por zero, até +l. Para os
subníveis s, p d, f, temos:
Subnível ℓ Número de orbitais Valores de m
s 0 1 0
p 1 3 -1, 0 , +1
d 2 5 -2, -1, 0, +1, +2
f 3 7 -3, -2, -1, 0, +1, +2,
+3
16. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Um problema para os químicos era construir uma teoria
consistente que explicasse como os elétrons se distribuíam ao
redor dos átomos, dando-lhes as características de reação
observadas em nível macroscópico;
Foi o cientista americano Linus C. Pauling quem apresentou a
teoria até o momento
mais aceita para a distribuição
eletrônica;
Imagem:
Autor
desconhecido/
Disponibilizada
por
APPER/
United
States
Public
Domain
17. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Para entender a proposta de Pauling, é preciso primeiro lembrar o conceito
de camadas eletrônicas, o princípio que rege a distribuição dos elétrons em
torno do átomo em sete camadas, identificadas pelas letras K, L, M, N, O, P e
Q.
Níveis Quantidade máxima de
elétrons
K 2
L 8
M 18
N 32
O 32
P 18
Q 8
18. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Pauling apresentou esta distribuição dividida em níveis e subníveis de
energia, em que os níveis são as camadas e os subníveis, divisões
dessas (representados pelas letras s, p, d, f), possuindo cada um destes
subníveis também um número máximo de elétrons;
Subnível
Número
máximo de
elétrons
Nomenclatura
s 2 s2
p 6 p6
d 10 d10
f 14 f14
19. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Quando combinados níveis e subníveis, a tabela de distribuição
eletrônica assume a seguinte configuração:
Camada Nível
Subnível Total de
elétrons
s2 p6 d10 f14
K 1 1s2 2
L 2 2s2 2p6 8
M 3 3s2 3p6 3d10 18
N 4 4s2 4p6 4d10 4f14 32
O 5 5s2 5p6 5d10 5f14 32
P 6 6s2 6p6 6d10 18
Q 7 7s2 7p6 8
20. DIAGRAMA DE PAULING
Os elétrons se distribuem
segundo o nível de energia de
cada subnível, numa sequência
crescente em que ocupam
primeiro os subníveis de menor
energia e, por
último, os de maior.
Imagem: Patricia.fidi/Domínio público
22. Química, 1º Ano do Ensino Médio
Configuração Eletrônica em subníveis de energia
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA DO 28NI
2
1s 2
2s 2
6
3
2 s
p
2
6
4
3 s
p 8
3d
23. EXEMPLO – 1
O número de elétrons em cada subnível do átomo estrôncio
(38Sr), em ordem crescente de energia, é:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 3d10 5s2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4p6 4s2 3d10 5s2
e) 1s2 2s2 2p6 3p6 3s2 4s2 4p6 3d10 5s2
24. EXEMPLO – 2
A distribuição eletrônica do bário (Z=56) na ordem crescente
de energia é:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s2
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f10
25. EXEMPLO – 3
Ao se realizar a distribuição eletrônica do titânio, Z = 22, tem o
seu subnível mais energético:
a) 3p3
b) 3p5
c) 4s2
d) 3d2
e) 4p6
26. EXEMPLO – 3
Ao se realizar a distribuição eletrônica do titânio, Z = 22, tem o
seu subnível mais energético:
a) 3p3
b) 3p5
c) 4s2
d) 3d2
e) 4p6
A distribuição eletrônica do titânio em ordem energética
crescente é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2.
Portanto, o seu subnível mais energético é o último a ser
preenchido: 3d2:
Apenas para tirar quaisquer dúvidas, o subnível 4s2 é o
mais externo e não o mais energético.
27. EXEMPLO – 4
Um átomo que possuiu a configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
apresenta no seu nível mais externo:
a) 02 elétrons
b) 3 elétrons
c) 5 elétrons
d) 12 elétrons
e) 15 elétrons
