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Química 1 Geral

Aula 3 – Estrutura atômica

Prof. Dr. Fernando C. Moraes

Agosto / 2014

Composição atômica

O átomo é composto por elétrons, prótons e geralmente nêutrons que

são assim definidos:

Elétron: partícula negativamente carregada que se move

descrevendo uma trajetória ao redor do núcleo de um átomo. Os

elétrons estão dispostos em camadas. Cada camada contém

elétrons que orbitam a uma mesma distância média do núcleo. Eles

compensam um igual número de prótons, que têm carga positiva, o que

possibilita que o átomo todo seja eletricamente neutro. Se um

átomo ganha ou perde elétrons, o equilíbrio se desfaz, e ele torna-se um

átomo carregado, ou íon;

Composição atômica

Próton: partícula subatômica que se

encontra no núcleo e tem uma

carga elétrica unitária positiva;

Nêutron: partícula relativamente

estável, influencia na radioatividade e

em outras formas das reações

nucleares, porém tem pouca

influência nas propriedades físicas e

químicas.

Partículas fundamentais do átomo

partícula carga relativa massa relativa

próton +1 1

nêutron 0 1

elétron -1 1/1836

É possível, porém, eletrizar um corpo...

Se o número de elétrons for maior que o número de prótonsdizemos que o corpo estará carregado negativamente; se onúmero de elétrons for menor que o número de prótons dizemosque o corpo estará eletrizado positivamente.

Todo o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

Partículas fundamentais do átomo

Uma característica importante do núcleo é que ele determina o tipoquímico do elemento que representa, por causa do número deprótons que contém.

O hidrogênio (símbolo químico, H) é o mais leve e o mais simples de

todos os elementos químicos, e é também de longe o elemento mais

abundante no universo. O núcleo dum átomo de hidrogénio consiste

de um só próton e de um só nêutron.

Hélio (símbolo químico, He) é o próximo elemento mais leve, e o

segundo mais abundante, constituindo mais que 25% da matéria no

universo. Um núcleo normal de hélio contém dois prótons e dois

nêutrons. Por ele ter dois prótons tem que ter dois elétrons orbitando

na nuvem à volta do núcleo para estar eletricamente neutro.

Os núcleos mais pesados, como o do ferro ou do urânio, contémmais nêutrons que prótons, mas o número de elétrons tem que sersempre igual ao número de prótons para o átomo estar eletricamenteneutro.

Elementos químicos

Os átomos são diferentes uns dos outros devido as quantidades destaspartículas nele existentes. O elementos químico Hidrogênio, porexemplo, possui apenas um próton e um elétron em sua órbita. Já osátomos do elemento metálico ferro possuem 26 prótons, 30 nêutrons(em média) formando o seu núcleo, e 26 elétrons divididos em 4camadas na eletrosfera

Número Atômico (Z): é a quantidade de prótons que existe no núcleodo átomo, pois deles dependem os elétrons e o número de camadasque o átomo terá. Pode-se representar o Número Atômico (Z) por umnúmero abaixo e a esquerda do símbolo do elemento.

Massa Atômica (A): é a massa total do átomo, ou seja, a soma dosprótons e dos nêutrons. Representamos a Massa Atômica (A) por umnúmero acima e a esquerda do símbolo do elemento. No caso do ferroserá A = 26 prótons + 30 nêutrons = 56.

Resumindo

Número atômico (Z): é o numero de prótons de um átomo.Z = P

Numero de massa (A): é a soma de prótons e nêutrons de um átomo.A = p + n

Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículasfundamentais do átomo, levando em conta que: Num átomo neutro,isolado o numero de elétrons é igual ao numero de prótons, logo é:

p = e = Z.

O numero de nêutron ( n ) é igual ao numero de massa ( A ) menos o numero de prótons ( p ), ou: n = A – p ou n = A - Z

p = e

Z = e = p

n = A – p ou n = A – Z

A = p + n ou A = Z + n

Identificando o átomo

Próton

Nêutron

Elétron

Os diferentes tipos de átomos

(elementos químicos) são

identificados pela quantidade

de prótons (P) que possuem

Esta quantidade de prótons recebe o nome de NÚMERO ATÔMICO

sendo representado pela letra Z.

Ao conjunto de átomos com o mesmo número atômico, damos o

nome de ELEMENTO QUÍMICO.

Próton

Nêutron

Elétron

Número de massa

A = É a SOMA do número de

PRÓTONS (p), ou NÚMERO

ATÔMICO (z), e o número de

NÊUTRONS (n).

Exemplo – Elemento X → A = 9

No nosso exemplo, temos: p = 4 e n = 5. Então: A = p + n ⇒ A = 4 + 5

Logo: A = 9

A Massa atômica está praticamente toda concentrada

no núcleo, visto que a massa do elétron é desprezível

se comparada com a do próton ou a do nêutron.

Representação de um Elemento Químico

De acordo com a IUPAC (União Internacional de Química Pura e

Aplicada), devemos indicar o número atômico (Z) e o número de massa

(A), junto ao símbolo de um elemento químico ao representá-lo.

XZ

AX

Z

Aou

XZ

AX

Z

Aou

Representação de um Elemento Químico

C6

12 Cl17

35

Exemplos

Nome do elemento Carbono Ferro Cloro

Número de massa (A) 12 56 35

Número atômico (Z) 6 26 17

Número de prótons (p) 6 26 17

Número de elétrons (e) 6 26 17

número de nêutrons (n) 6 30 18

Fe26

56

Próton+

Nêutron0

Elétron–

Íons

Elementos químicos que possuem números diferentes de prótons e

elétrons, perderam ou ganharam elétrons, gerando uma diferença de

cargas.

Be4

8 2+

íon que perdeu elétrons - CÁTION

4 prótons e 4 elétrons

1s² 2s²

O Be perde os 2e- da camada mais externa

O8

16 2-

íon que ganha elétrons - ÂNION

8 prótons e 8 elétrons

1s² 2s² 2p4

Oxigênio ganha 2e-

Elementos isótopos

Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS ATÔMICOS, porém

com NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES (pois possuem diferentes

números de nêutrons).

Nome do elemento Cloro Cloro

Número de massa (A) 35 37

Número atômico (Z) 17 17

Número de prótons (p) 17 17

Número de elétrons (e) 17 17

Número de nêutrons (n) 18 20

Cl17

35

Cl17

37Exemplo

Elementos isótopos

Alguns isótopos recebem nomes diferentes entre si.

Exemplo

NOME DO ELEMENTO Hidrogênio 1 Hidrogênio 2 Hidrogênio 3

Nome especialMONOTÉRIO DEUTÉRIO TRITÉRIO

Hidrogênio leve Hidrogênio pesado Trítio


Número atômico (z) 1 1 1



número de nêutrons (n) 0 1 2

H1

1

H1

2

H1

3

Dentre outros exemplos, podemos citar o Carbono (C) e o Fósforo (P).

Elementos isóbaros

Elementos químicos com os mesmos números de massa, porém com

números atômicos diferentes.

Nome do elemento Cálcio Potássio






Ca20

40

K19

40

Exemplo

Elementos isótonos

Elementos químicos com os mesmos números de nêutrons, porém com

números atômicos e números de massa diferentes.

Nome do elemento cálcio potássio






Ca20

40

K19

39

Exemplo

Elementos isoeletrônicos

Elementos químicos com os mesmos números de elétrons.

Nome do elemento Sódio Oxigênio Neônio


Número atômico (Z) 11 8 10



Número de nêutrons (n) 12 8 10

Ne10

20

Na11

23+

O8

16 2-

Exemplo

Principais características das partículas elementares do átomo

Sumarizando

NomeRegião do

átomoSímbolo Carga (C)

Massa

relativa ao

próton

Massa (g)

Elétron Eletrosfera e -1,6x10-19 1/1840 9,11x10-28

Próton Núcleo p 1,6x10-19 1 1,67x10-24

Nêutron Núcleo n 0 1 1,67x10-24

Diagrama de Linus Pauling

Configuração eletrônica

6101426101426102610262622 7p6d5f7s6p5d4f6s5p4d5s4p3d4s3p3s2p2s1s

Exercícios

A) 38Sr88

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2

K 2 L 8 M18 N 8 0 2

2 e- no subnível mais energético

2 e- na sua camada de valência

B) 9F1-

1s2 2s2 2p6

K2 L8

6 e- no subnível mais energético

8 e- na sua camada de valência

C) 25Mn2+

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

K 2 L 8 M13 N 2

Expresse a configuração Indique o número de

elétrons em cada subnível

Qual o subnível mais energético

Quantos elétrons tem na camada de valência

Exercícios

2. Ao analisarmos os ânion monovalente 17A35 e cátionmonovalente 19B39 podemos dizer que:

a) A e B são isótoposb) A e B são isóbarosc) A e B são isótonosd) A e B são isoeletrônicose) A e B não têm nenhuma relação.

Temos que:ZA = 17 e- = 17, mas como ganhou 1 elétron (ânion) e- = 17 + 1 = 18

ZB = 19 e- = 19, mas como perdeu 1 elétron (cátion) e- = 19 – 1 = 18

Logo, os elementos são ISOELETRÔNICOS.

d) A e B são isoeletrônicos

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