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Aula 1 - Estrutura atômica e eletrônica.pptx

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  1. 1. ESTRUTURA ATÔMICA
  2. 2. A estrutura do átomo é composta por três partículas fundamentais: prótons (com carga positiva) nêutrons (partículas neutras) elétrons (com carga negativa).
  3. 3. NO NÚCLEO DE UM ÁTOMO ESTÃO OS PRÓTONS E OS NÊUTRONS E GIRANDO EM TORNO DESSE NÚCLEO ESTÃO OS ELÉTRONS.
  4. 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. 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 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. 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 subtração entre o número de massa (A) e o número atômico (Z).
  7. 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. 8. 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
  9. 9. 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
  10. 10. 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
  11. 11. 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
  12. 12. 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
  13. 13. 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
  14. 14. 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
  15. 15. 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
  16. 16. 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
  17. 17. 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
  18. 18. 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
  19. 19. DIAGRAMA DE PAULING 7p 7s 6d 6p 6s 5f 5d 5p 5s 4f 4d 4p 4s 3d 3p 3s 2p 2s 1s 2 1s 2 2s 2 6 3 2 s p 2 6 4 3 s p 2 6 10 5 4 3 s p d 2 6 10 6 5 4 s p d 2 6 10 14 7 6 5 4 s p d f 6 10 14 7 6 5 p d f
  20. 20. 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
  21. 21. 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
  22. 22. 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
  23. 23. 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
  24. 24. 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.
  25. 25. 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

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