Aula de niveis de energia - primeiro ano do ensino médio

1. Estrutura atômica:
níveis e subníveis de energia (II)
Química – Prof. Bruno Oliveira

2. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Relembrando o modelo de Bohr
NielsBohr
Por meio de seusestudos,Bohr formulou dois
postulados:
•A existência de um estado estacionário, ou seja,
órbitas estacionárias nas quais permanecem os
elétrons;
• a possibilidade de mudança de órbita pelo elétron,
consequência da absorção ou liberação de energia.
Esse processo de salto de um elétron para um nível energético maior
denomina-se salto quântico.

3. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia

4. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia

5. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia
O átomo possui níveis ou camadas de energia. Cada nível ou camada tem
uma quantidade máxima de elétrons que pode conter.
Esses níveis possuem “compartimentos” chamados de subníveis, que
também tem uma capacidade máxima de elétrons.
Subnível s p d f
Número máximo de elétrons 2 6 10 14
Nível Camada
Quantidade
de elétrons
1 K 2
2 L 8
3 M 18
4 N 32
5 O 32
6 P 18
7 Q 8
Ordem
crescente
de
energia

6. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia
Agora que sabemos o número máximo de elétrons em cada nível e subnível,
podemos completar a tabela:
Preenchimento
eletrônico
A distribuição eletrônica baseia-se no posicionamento dos elétrons na
eletrosfera segundo uma ordem crescente de energia. A ordem crescente
de energia dos subníveis eletrônicos é a seguinte:
s < p < d < f
Nível Camada
Quantidade
de elétrons
Subnível
Preenchimento
eletrônico
1 K 2 s 1s2
2 L 8 s, p 2s2 2p6
3 M 18 s, p, d 3s2 3p6 3d10
4 N 32 s, p, d, f 4s2 4p6 4d10 4f14
5 O 32 s, p, d, f 5s2 5p6 5d10 5f14
6 P 18 s, p, d 6s2 6p6 6d10
7 Q 8 s, p 7s2 7p6

7. A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia
Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

8. A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia
Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

9. A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia
Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

10. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling
maior
Nem sempre o subnível mais externo é aquele com
quantidade de energia.
Por exemplo, apesar do subnível 4s ser
mais externo do que o subnível 3d, ele
é menos energético.

11. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling
Realizar a distribuição eletrônica tornou-se mais simples com
a elaboração de um diagrama, chamado diagrama de Linus
Pauling, e também conhecido como princípio de aufbau.
Linus Pauling
No diagrama, deve-se seguir as linhas
traçadas e completar os níveis e
subníveis com o numero de elétrons
adequado.

12. nsx
Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling
Ordem crescente de energia
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6
Ao dizer que um elétron ocupa um nível de menor energia, expressa-se que
ele se encontra em seu estado fundamental. Genericamente, temos:
Exemplos:
2He 1s2
17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
30Zn 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
Camada ou nível de valência:
é a camada mais externa de
um átomo, representada pelo
maior valor de n.

13. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica de íons
Os átomos podem perder ou ganhar elétrons. Essa perda ou ganho acontece
na última camada ou no último nível energético, isto é, na camada ou nível
de valência.
1s2 2s2 2p6 3s1
11Na
11Na+ 1s2 2s2 2p6
Cátion
Ânion
17Cl
17Cl -
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

14. Atividade
O ferro é um elemento químico de número atômico 26. Na
distribuição eletrônica do átomo de ferro no estado fundamental,
qual o subnível mais energético e o subnível mais externo,
respectivamente?
a) 4s2 e 4s2
b) 3d6 e 4s2
c) 3p6 e 4s2
d) 3d6 e 3p6

15. Atividade
(IFSP/2013) - O número de elétrons da camada de valência do átomo de
cálcio (Z = 20), no estado fundamental, é:
a) 1
b) 2
c) 6
d) 8
e) 10

16. Atividade
Faça a distribuição eletrônica dos seguintes elementos:
a) 12Mg
b) 35Br
c) 20Ca
d) 56Ba
e) 8º
f) 18Ar

17. Atividade
(UFSC) - O número de elétrons em cada subnível do átomo estrôncio
(38Sr) em ordem crescente de energia é:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 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

18. Atividade
O elemento cujo átomo tem o maior número de elétrons em sua
camada mais externa é aquele cujo número atômico é igual a:
a) 2
b) 4
c) 7
d) 11
e) 12

19. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Modelo Quântico
Com a impossibilidade de determinar a localização e a
velocidade do elétron, desenvolveu-se o conceito de
orbital, a região na qual há maior probabilidade de se
encontrar um elétron.
Representação do orbital do átomo de hidrogênio.
A região de cor azul mais intensa representa uma probabilidade maior de encontrar o elétron.
Criação do modelo quântico
Louis de Brouglie
Natureza dual da matéria
Em movimento natureza
corpuscular e ondulatória.
O princípio da incerteza de Heisenberg
Não é possível expressar com exatidão
simultaneamente a velocidade e a posição
dos elétrons.
Werner Heisenberg

20. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Modelo Quântico
Representação do orbital do átomo de hidrogênio.
A região de cor azul mais intensa representa uma
probabilidade maior de encontrar o elétron.
Criação do modelo quântico

21. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica em orbitais
p =
Assimcomo osníveis sãosubdivididos em subníveis, estestambém
possuem “compartimentos” menores chamados de orbitais.
s= 1orbital
3 orbitais
d = 5 orbitais
f = 7orbitais
Cada orbital comporta no máximo dois elétrons.

22. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica em orbitais
Junto ao principio de aufbau, na distribuição eletrônica em
orbitais, será utilizado o princípio de exclusão de Pauli e a regra de
Hund.
Princípio de exclusão de Pauli: um orbital comporta no máximo dois
elétrons, com spins contrários.
Regra de Hund: em um mesmo subnível, de início, todos os orbitais devem
receber seu primeiro elétron, e só depois cada orbital irá receber seu
segundo elétron.
Assim, a ordem de entrada
dos 6 elétrons num orbital do
tipo p será:

23. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)
Distribuição eletrônica em orbitais
Caracterização do elétron:
Números quânticos