Este documento discute os modelos atômicos, distribuição eletrônica e números quânticos. Explica que os elétrons se comportam como partículas e ondas, e que orbitais são regiões de espaço onde há maior probabilidade de encontrar elétrons. Detalha como os elétrons são distribuídos em níveis e subníveis de energia, e fornece exemplos. Também define os números quânticos e como identificar elétrons usando esses números.

1. Reposição de Química 2º Bimestre 2011 IFTO – Campus Palmas Prof. Marcos Médio Integrado

2. MODELO DOS ORBITAIS ATÔMICOS O elétron se comporta ora como partícula, ora como onda (Princípio da dualidade). Não podemos calcular a posição e a velocidade de um elétron, num mesmo instante. (Princípio da incerteza). Isso não é possível, pois o elétron é tão pequeno que os próprios instrumentos de medição alterariam essas determinações. Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde é máxima a probabilidade de encontrar um determinado elétron.

3. DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA A distribuição dos elétrons em ordem crescente de energia em níveis e sub-níveis de energia é feita através do diagrama de Linus Pauling.

5. EXEMPLOS DE DISTRIBUIÇÃO Ca (cálcio – Z=20): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 = 20e- DISTRIBUIÇÃO EM ÍONS Fe (ferro – Z=26): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2 3d6 = 26e- Fe2+ (íon ferro – Z=26): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 = 24e- OBS: quando um átomo recebe ou perde elétrons eles serão recebidos ou retirados da última camada.

6. OS ESTADOS ENERGÉTICOS DOS ELÉTRONS De acordo com a teoria dos orbitais atômicos, a identificação de um elétron é feita por seu conteúdo de energia. NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL é o nível no qual o elétron se encontra, representado por “n” variando de 1 a 7. NÚMERO QUÂNTICO SECUNDÁRIO (ℓ) é a indicação do sub-nível no qual o elétron se encontra, variando de 0 a 3. NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO (m) é o orbital (local) onde encontramos elétrons. Os orbitais são encontrados nos sub-níveis de energia. O orbital central tem número quântico magnético igual a zero. Sub-nível “s” tem apenas 1 orbital, enquanto sub-nível “f” tem 7 orbitais. 0 +2 -2 +1 +3 -3 -1

8. OS ESTADOS ENERGÉTICOS DOS ELÉTRONS NÚMERO QUÂNTICO DE SPIN (s)é a rotação na qual um elétron descreve no orbital. Cada orbital comporta no máximo dois elétrons que giram em sentidos opostos, o que gera um campo magnético que faz com que os elétrons não se afastem. Um orbital comporta no máximo dois elétrons com spins contrários. (Princípio da exclusão de Pauling). representa um elétron com spin negativo: s = - ½ representa um elétron com spin positivo: s = + ½

9. IDENTIFICAÇÃO DOS ELÉTRONS A identificação dos elétrons é feita pelos seus quatro números quânticos. Devemos levar em consideração a Regra de Hund que diz: “em um mesmo subnível, de início, todos os orbitais devem receber seu primeiro elétron, e só depois cada orbital irá receber seu segundo elétron”. Identificando os 3 elétrons do Lítio (Li) temos: 1s2 2s1 2º 1º 1º - n=1, ℓ=0, m=0, s= -1/2 n=2, ℓ=0, m=0, s= -1/2 2º - n=1, ℓ=0, m=0, s= +1/2

10. IDENTIFICAÇÃO DOS ELÉTRONS O elétron(s) mais energético(s) é(são) aquele(s) que está(ão) localizado(s) no nível (n) e no sub-nível (ℓ) de maior energia, que é dado por: n + ℓ Ex: Sc (Z=21) – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 n + ℓ = 4 + 0 = 4 n + ℓ = 3 + 2 = 5

11. EXERCÍCIOS Págs. 100 e 101 (40, 42, 43, 45, 46, 48 à 59). Págs. 103 à 105 (61, 62, 64, 65, 67, 68, 70 à 82). Exercícios devem ser feitos em grupos com até 3 integrantes. As respostas dos exercícios devem ser enviadas, com o nome dos integrantes para o e-mail: marcos.junior.professor@gmail.com até o dia da avaliação (30/08).