estrutura atômica e configuração eletrônica
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Disciplina: Química
Profª: Alda Ernestina
16/04/20151
Pré-Vestibular Samora MachelUniversidade Federal do Rio de Janeiro
Estrutura atômica e distribuição eletrônica
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Estrutura atômica
(-)
(+)
Eletrosfera
(sem carga)
(p)
(e-)
(n)
2
Partícula Localização Carga relativa Massa relativa
próton
nêutron
elétron
núcleo
núcleo
eletrosfera
+1
0
-1
1
1
1/1836
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3 p3 e-4 n
3
No estado fundamental todo átomo é neutro (sem carga) : p = e-
10 p10 e-10 n
11 p11 e-12 n
X Símbolo do elemento
Z
A
Nº atômico = prótons
Nº de massa = prótons + nêutrons
Li 3
7 Na 11
23Ne
10
20
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Na
4
Formação de ÍONSQuando um átomo neutro ganha ou perde um ou mais elétrons ele se torna um ÍON
Perda de 1e-
CÁTIONS
CÁTION – íon formado quando um átomo PERDE elétrons (camada de valência)
Apresenta carga (+), devido ao excesso de prótonsÉ menor que o átomo de origem
Na+
11 p11 e-12 n
11 p10 e-12 n
11
23
11
23Carga iônica
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Cl
5
Formação de ÍONS
Ganho de 1e-
ÂNION – íon formado quando um átomo GANHA elétrons
Apresenta carga (-), devido ao excesso de életronsÉ maior que o átomo de origem
Cl- 17
35 17
35
ÂNIONS17 p17 e-18 n
17 p18 e-18 n
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Isotopia, Isobaria e Isotonia
6
ISÓTOPOS - átomos de um mesmo elemento químico (mesmo Z)
que diferem pelo número de massa (A diferente)
EXEMPLOS:
1
1
H2
1
H3
1
HZ = 1A = 1
Z = 1A = 2
Z = 1A = 3
12
6
CZ = 6A = 12
Z = 6A = 13
Z = 6A = 14
6
C13 14
6
C
Z = A - N
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7
ISÓBAROS - átomos de elementos diferentes (Z diferente)
que apresentam mesmo número de massa (A igual)
EXEMPLOS:
40
19
K40
20
CaZ = 19A = 40
Z = 20A = 40
Z = 7A = 14
Z = 6A = 14
7
N14 14
6C
40
18
ArZ = 18A = 40
A = Z + N
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8
ISÓTONOS - átomos de elementos diferentes (Z diferente)
que apresentam mesmo número de nêutrons (N igual)
EXEMPLOS:
40
20
CaZ = 20A = 40N = 20
Z = 5A = 11N = 6
Z = 6A = 12N = 6
5
B11 12
6C
37
17
ClZ = 17A = 37N = 20
N = A - Z
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9
ISOELETRÔNICOS - átomos e íons que apresentam o mesmo número de elétrons (e- igual)
EXEMPLOS:
16
8
O -2
Z = 8A = 16e- = 10
14
7
N -3
Z = 7A = 14e- = 10
19
9
F -
Z = 9A = 19e- = 10
20
10
NeZ = 10A = 20e- = 10
23
11
Na+
Z = 11A = 23e- = 10
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VAMOS PRATICAR?
10
Cl17
Cl17
Qual a relação entre os átomos abaixo? (Isótopos, isóbaros ou isótonos)
I - 35 37
K19
Ar18
II - 40 40
Fe56
Mn25
II - 55 26
Isótopos
Isóbaros
N = A - ZN = 55 – 25N = 30
N = A - ZN = 56 – 26N = 30
Isótonos
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VAMOS PRATICAR?
11
Um átomo X é isótopo de A (Z = 20 e A = 41) e isóbaro de B (Z = 22 e A = 44).Podemos concluir que X tem:
a) 22 prótons
b) 24 nêutrons
c) 20 nêutrons
d) número de massa igual a 61
X A20
41B
22
44
20
44
N = A – ZN = 44 – 20N = 24 nêutrons
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Distribuição Eletrônica por Camadas
12
Consiste na distribuição dos elétrons de um átomo, ao longo da eletrosfera, observando-se que:
1° - a eletrosfera é dividida em um total de 7 camadas (ou níveis de energia)
2° - cada camada comporta um número máximo de elétrons
3° - os elétrons são distribuídos obedecendo-se os níveis de energia
ERRADO
K L M N O P Q
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Camadas eletrônicas
13
Do núcleo para fora as camadas do átomo são representadas pelas letras
K L M N O P Q (ou 1 2 3 4 5 6 7)
Número máximo de elétrons por camada
K = 2
L = 8
M = 18
N = 32
O = 32
P = 18
Q = 8
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Distribuição eletrônica por camadas (níveis)
14
2 8 1
Br 35
Na 11
2 8 18
Os elétrons são colocados, inicialmente, nas camadas mais próximas ao núcleo e somente ao completar uma camada, passa-se para a próxima.
7
K = 2 L = 8 M = 1
K = 2 L = 8 M = 18N = 7
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VAMOS PRATICAR?
15
Si14
O 8
Faça a distribuição dos elétrons em camadas, para os seguintes átomos
K = 2 L = 6
K = 2 L = 8 M = 4
Ca20
Kr36
K = 2 L = 8 M = 18N = 8
K = 2L = 8 M = 10
Errado
A última camada não pode ter mais de 8 elétrons
Quando isso acontecer, devemos colocar na mesma camada 8 ou 18 elétrons e o restante vai pra
camada seguinte
Ca20
K = 2L = 8 M = 8N = 2 Correto
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Como surgiram os sub níveis de energia
16
Arnold Sommerfeld1868 - 1951
Os elétrons de uma mesma camada não estão igualmente distanciados do núcleo e por isso ocupam regiões diferentes e
apresentam energia diferente
Átomo de Bohr
Átomo de Sommerfeld
Orbital – é a região do átomo onde há a maior probabilidade de se encontrar o elétron
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Tipos de sub níveis
17
Os sub níveis existentes são de quatro tipos
s comporta até 2 e-
p comporta até 6 e-
d comporta até 10 e-
f comporta até 14 e-
Ordem de energia s < p < d < f
Elétrons de um mesmo subnível, têm a mesma energia
Distribuição em ordem crescente de energia
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Diagrama de Pauling
18
K 1s
L 2s 2p
Q 7s 7p
M 3s 3p 3d
P 6s 6p 6d
N 4s 4p 4d 4f
O 5s 5p 5d 5f
2 e-
8 e-
18 e-
32 e-
32 e-
18 e-
8 e-
Linus Pauling1901 - 1994
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Linus Pauling1901 - 1994
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VAMOS PRATICAR?
19
2s2 2p6
3s2 3p3
Faça a distribuição eletrônica em níveis e sub níveis para os átomos a seguir
P15
1s2
Ca20
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
2s2 2p5
F9
1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
Ga31
1s2
4s2 4s1
3d10
Camada de valência
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Distribuição eletrônica em íons
20
2s2 2p6
Na+11
1s2
Cl-17
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
Ca+220
2s2 2p6
3s2 3p4
S-216
1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
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Informações a partir da distribuição
21
A distribuição eletrônica de um átomo nos fornece informaçõesImportantes tais como:
Quantidade de elétrons – soma de todos os elétrons
Período onde se localiza o elemento na tabela periódica – nº da camada de valência
Família onde se localiza o elemento na tabela periódica – soma doselétrons da camada de valência
Ca20
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 2A4° período
P15
2s2 2p6
3s2 3p3
1s2
Família 5A
3° período
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Qual é o elemento?
22
Descubra quais são os elementos a seguir
XZ
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 1A
5° período
3d10
4p6
5s1
Rb37
Z = 37
YZ
2s2 2p3
1s2
2° período Família 5A
Z = 7
N7
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Elementos de transição
23
Período – número da última camada
Família – soma dos elétrons da última camada com os últimos elétrons a ser distribuídos
Sc21
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 3B
4° período
3d1
Zn30
2s2 2p6
1s2
4° períodoFamília 12B
3s2 3p6
4s23d10
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24
Qual a posição dos seguintes metais de transição na tabela períodica?
Mn25
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 7B
4° período
3d5
Nb41
2s2 2p6
1s2
5° período
Família 5B
3s2 3p6
4s23d10
4p6
5s24d3
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25
Faça a distribuição eletrônica e indique localização dos seguintes elementos na tabela periódica:
S16
As33
Mg12
Si14
Cr24
Pd46
Ni28
Tc43