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Disciplina: Química
Profª: Alda Ernestina
16/04/2015
1
Pré-Vestibular Samora Machel
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Estrutura atômica e
distribuição eletrônica
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
3 p
3 e-
4 n
3
No estado fundamental todo átomo é neutro (sem carga) : p = e-
10 p
10 e-
10 n
11 p
11 e-
12 n
X Símbolo do elemento
Z
A
Nº atômico = prótons
Nº de massa = prótons + nêutrons
Li
3
7
Na
11
23
Ne
10
20
Na
4
Formação de ÍONS
Quando 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 prótons
É menor que o átomo de origem
Na+
11 p
11 e-
12 n
11 p
10 e-
12 n
11
23
11
23
Carga iônica
Cl
5
Formação de ÍONS
Ganho de 1e-
ÂNION – íon formado quando um átomo GANHA elétrons
Apresenta carga (-), devido ao excesso de életrons
É maior que o átomo de origem
Cl-
17
35 17
35
ÂNIONS17 p
17 e-
18 n
17 p
18 e-
18 n
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
H 2
1
H 3
1
H
Z = 1
A = 1
Z = 1
A = 2
Z = 1
A = 3
12
6
C
Z = 6
A = 12
Z = 6
A = 13
Z = 6
A = 14
6
C13 14
6
C
Z = A - N
7
ISÓBAROS - átomos de elementos diferentes (Z diferente)
que apresentam mesmo número de massa (A igual)
EXEMPLOS:
40
19
K 40
20
Ca
Z = 19
A = 40
Z = 20
A = 40
Z = 7
A = 14
Z = 6
A = 14
7
N14 14
6
C
40
18
Ar
Z = 18
A = 40
A = Z + N
8
ISÓTONOS - átomos de elementos diferentes (Z diferente)
que apresentam mesmo número de nêutrons (N igual)
EXEMPLOS:
40
20
Ca
Z = 20
A = 40
N = 20
Z = 5
A = 11
N = 6
Z = 6
A = 12
N = 6
5
B11 12
6
C
37
17
Cl
Z = 17
A = 37
N = 20
N = A - Z
9
ISOELETRÔNICOS - átomos e íons que apresentam o mesmo
número de elétrons (e-
igual)
EXEMPLOS:
16
8
O -2
Z = 8
A = 16
e- = 10
14
7
N -3
Z = 7
A = 14
e- = 10
19
9
F -
Z = 9
A = 19
e- = 10
20
10
Ne
Z = 10
A = 20
e- = 10
23
11
Na+
Z = 11
A = 23
e- = 10
VAMOS PRATICAR?
10
Cl
17
Cl
17
Qual a relação entre os átomos abaixo? (Isótopos, isóbaros ou isótonos)
I - 35 37
K
19
Ar
18
II - 40 40
Fe
56
Mn
25
II - 55 26
Isótopos
Isóbaros
N = A - Z
N = 55 – 25
N = 30
N = A - Z
N = 56 – 26
N = 30
Isótonos
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 A
20
41
B
22
44
20
44
N = A – Z
N = 44 – 20
N = 24 nêutrons
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
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
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 = 18
N = 7
VAMOS PRATICAR?
15
Si
14
O
8
Faça a distribuição dos elétrons em camadas, para os seguintes átomos
K = 2
L = 6
K = 2
L = 8
M = 4
Ca
20
Kr
36
K = 2
L = 8
M = 18
N = 8
K = 2
L = 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
Ca
20
K = 2
L = 8
M = 8
N = 2 Correto
Como surgiram os sub níveis de energia
16
Arnold Sommerfeld
1868 - 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
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
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 Pauling
1901 - 1994
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Linus Pauling
1901 - 1994
VAMOS PRATICAR?
19
2s2 2p6
3s2 3p3
Faça a distribuição eletrônica em níveis e sub níveis para os átomos a seguir
P
15
1s2
Ca
20
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
2s2 2p5
F
9
1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
Ga
31
1s2
4s2
4s1
3d10
Camada de valência
Distribuição eletrônica em íons
20
2s2
2p6
Na+
11
1s2
Cl-
17
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
Ca+2
20
2s2 2p6
3s2 3p4
S-2
16
1s2
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
Informações a partir da distribuição
21
A distribuição eletrônica de um átomo nos fornece informações
Importantes 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 dos
elétrons da camada de valência
Ca
20
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 2A
4° período
P
15
2s2 2p6
3s2 3p3
1s2
Família 5A
3° período
Qual é o elemento?
22
Descubra quais são os elementos a seguir
X
Z
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 1A
5° período
3d10
4p6
5s1
Rb
37
Z = 37
Y
Z
2s2
2p3
1s2
2° período Família 5A
Z = 7
N
7
Elementos de transição
23
Período – número da última camada
Família – soma dos elétrons da última camada com os
últimos elétrons a ser distribuídos
Sc
21
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 3B
4° período
3d1
Zn
30
2s2
2p6
1s2
4° período
Família 12B
3s2 3p6
4s2
3d10
24
Qual a posição dos seguintes metais de transição na
tabela períodica?
Mn
25
2s2 2p6
3s2 3p6
1s2
4s2
Família 7B
4° período
3d5
Nb
41
2s2
2p6
1s2
5° período
Família 5B
3s2 3p6
4s2
3d10
4p6
5s2
4d3
25
Faça a distribuição eletrônica e indique localização
dos seguintes elementos na tabela periódica:
S
16
As
33
Mg
12
Si
14
Cr
24
Pd
46
Ni
28
Tc
43

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Estrutura atômica e configuração eletrônica

  • 1. Disciplina: Química Profª: Alda Ernestina 16/04/2015 1 Pré-Vestibular Samora Machel Universidade Federal do Rio de Janeiro Estrutura atômica e distribuição eletrônica
  • 2. 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
  • 3. 3 p 3 e- 4 n 3 No estado fundamental todo átomo é neutro (sem carga) : p = e- 10 p 10 e- 10 n 11 p 11 e- 12 n X Símbolo do elemento Z A Nº atômico = prótons Nº de massa = prótons + nêutrons Li 3 7 Na 11 23 Ne 10 20
  • 4. Na 4 Formação de ÍONS Quando 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 prótons É menor que o átomo de origem Na+ 11 p 11 e- 12 n 11 p 10 e- 12 n 11 23 11 23 Carga iônica
  • 5. Cl 5 Formação de ÍONS Ganho de 1e- ÂNION – íon formado quando um átomo GANHA elétrons Apresenta carga (-), devido ao excesso de életrons É maior que o átomo de origem Cl- 17 35 17 35 ÂNIONS17 p 17 e- 18 n 17 p 18 e- 18 n
  • 6. 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 H 2 1 H 3 1 H Z = 1 A = 1 Z = 1 A = 2 Z = 1 A = 3 12 6 C Z = 6 A = 12 Z = 6 A = 13 Z = 6 A = 14 6 C13 14 6 C Z = A - N
  • 7. 7 ISÓBAROS - átomos de elementos diferentes (Z diferente) que apresentam mesmo número de massa (A igual) EXEMPLOS: 40 19 K 40 20 Ca Z = 19 A = 40 Z = 20 A = 40 Z = 7 A = 14 Z = 6 A = 14 7 N14 14 6 C 40 18 Ar Z = 18 A = 40 A = Z + N
  • 8. 8 ISÓTONOS - átomos de elementos diferentes (Z diferente) que apresentam mesmo número de nêutrons (N igual) EXEMPLOS: 40 20 Ca Z = 20 A = 40 N = 20 Z = 5 A = 11 N = 6 Z = 6 A = 12 N = 6 5 B11 12 6 C 37 17 Cl Z = 17 A = 37 N = 20 N = A - Z
  • 9. 9 ISOELETRÔNICOS - átomos e íons que apresentam o mesmo número de elétrons (e- igual) EXEMPLOS: 16 8 O -2 Z = 8 A = 16 e- = 10 14 7 N -3 Z = 7 A = 14 e- = 10 19 9 F - Z = 9 A = 19 e- = 10 20 10 Ne Z = 10 A = 20 e- = 10 23 11 Na+ Z = 11 A = 23 e- = 10
  • 10. VAMOS PRATICAR? 10 Cl 17 Cl 17 Qual a relação entre os átomos abaixo? (Isótopos, isóbaros ou isótonos) I - 35 37 K 19 Ar 18 II - 40 40 Fe 56 Mn 25 II - 55 26 Isótopos Isóbaros N = A - Z N = 55 – 25 N = 30 N = A - Z N = 56 – 26 N = 30 Isótonos
  • 11. 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 A 20 41 B 22 44 20 44 N = A – Z N = 44 – 20 N = 24 nêutrons
  • 12. 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
  • 13. 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
  • 14. 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 = 18 N = 7
  • 15. VAMOS PRATICAR? 15 Si 14 O 8 Faça a distribuição dos elétrons em camadas, para os seguintes átomos K = 2 L = 6 K = 2 L = 8 M = 4 Ca 20 Kr 36 K = 2 L = 8 M = 18 N = 8 K = 2 L = 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 Ca 20 K = 2 L = 8 M = 8 N = 2 Correto
  • 16. Como surgiram os sub níveis de energia 16 Arnold Sommerfeld 1868 - 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
  • 17. 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
  • 18. 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 Pauling 1901 - 1994 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p Linus Pauling 1901 - 1994
  • 19. VAMOS PRATICAR? 19 2s2 2p6 3s2 3p3 Faça a distribuição eletrônica em níveis e sub níveis para os átomos a seguir P 15 1s2 Ca 20 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 4s2 2s2 2p5 F 9 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Ga 31 1s2 4s2 4s1 3d10 Camada de valência
  • 20. Distribuição eletrônica em íons 20 2s2 2p6 Na+ 11 1s2 Cl- 17 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 Ca+2 20 2s2 2p6 3s2 3p4 S-2 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2
  • 21. Informações a partir da distribuição 21 A distribuição eletrônica de um átomo nos fornece informações Importantes 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 dos elétrons da camada de valência Ca 20 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 4s2 Família 2A 4° período P 15 2s2 2p6 3s2 3p3 1s2 Família 5A 3° período
  • 22. Qual é o elemento? 22 Descubra quais são os elementos a seguir X Z 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 4s2 Família 1A 5° período 3d10 4p6 5s1 Rb 37 Z = 37 Y Z 2s2 2p3 1s2 2° período Família 5A Z = 7 N 7
  • 23. Elementos de transição 23 Período – número da última camada Família – soma dos elétrons da última camada com os últimos elétrons a ser distribuídos Sc 21 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 4s2 Família 3B 4° período 3d1 Zn 30 2s2 2p6 1s2 4° período Família 12B 3s2 3p6 4s2 3d10
  • 24. 24 Qual a posição dos seguintes metais de transição na tabela períodica? Mn 25 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 4s2 Família 7B 4° período 3d5 Nb 41 2s2 2p6 1s2 5° período Família 5B 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d3
  • 25. 25 Faça a distribuição eletrônica e indique localização dos seguintes elementos na tabela periódica: S 16 As 33 Mg 12 Si 14 Cr 24 Pd 46 Ni 28 Tc 43