Química para o vestibular. Átomos possuem em prótons e nêutrons no núcleo, cercado por elétrons que residem em orbitais.
Os Orbitais são classificados de acordo com os quatro números quânticos que representam a energia do orbital, forma, orientação, e o spin (giro) do elétron ocupado. Nesta primeira aula de Estrutura Atômica estudaremos o elétron e o mecanismo de descrever elétrons e os orbitais.
Como nós veremos na segunda aula, elétrons preenchem os orbitais de uma forma sistemática. A configuração de elétrons e o modo como eles se distribuem nos orbitais desempenha um papel vital na química.
Virtualmente todo processo químico confia nas interações entre átomos e elétrons, particularmente na tendência de átomos para seguir a regra do octeto, a tendência para ganhar uns elétrons da camada de valência. Nesta aula teremos uma noção básica de alguns assuntos que veremos novamente após o término da semana básica e que faz parte do conteúdo programático de química do cursinho on-line Mundo Vestibular.
Anion - Um íon com carga negativa.
Atômico orbital - Um orbital, associado com só um átomo particular no qual os elétrons residem. Embora eles sejam chamados orbitais, orbitais atômicos não deveriam ser comparados com as órbitas dos planetas ao redor de uma estrela. Ao invés, orbitais descrevem um lugar de espaço no qual é provável que um elétron resida. Cada orbital pode sustentar dois elétrons.
Princípio de Aufbau - alemão conhecido por "construir, um procedimento sistemático para determinar a configuração de elétron de qualquer átomo. Incorporados ao Princípio da Exclusão de Pauli e a Regra de Hund.
CÁTION - Um íon com carga positiva.
DIATÔMICO: formado por 2 átomos.
ELÉTRON: Uma partícula elementar negativamente carregada de massa 9.109390 x 10-31. Elétrons executam um movimento desordenado ao redor do núcleo atômico em orbitais
ELEMENTO: uma substância que não pode ser decomposta em substâncias mais simples.Num elemento, todos os átomos têm o mesmo número de prótons e de elétrons, apesar do número de neutrons poder variar.
FAMÍLIA: conjunto de elementos de uma coluna da tabela periódica.
ÍON: partícula carregada que se forma quando um átomo neutro ou um conjunto de átomos ganha ou perde um ou mais elétrons.
IONIZAÇÃO: é o processo de produção de íons em solução, em reação ou quando átomos ou moléculas recebem energia.
LIGAÇÃO COVALENTE: ligação onde os átomos compartilham elétrons.
LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA: também chamada de coordenada. Ligação onde um par de elétrons provêm unicamente de um dos átomos ligantes.
LIGAÇÃO IÔNICA: força eletrostática que mantém os íons unidos em um composto iônico.
MASSA ATÔMICA: massa de um átomo em unidades de massa atômica.
NÊUTRON: partícula sem carga elétrica encontrada no núcleo de todos os átomos(exceto no átomo de 1H).
NOX OU NÚMERO DE OXIDAÇÃO: carga real ou aparente de um átomo.
NÚCLEO: porção central do átomo, carregada positivamente e constituída por prótons e nêutrons.
NÚMERO ATÔMICO: é o número de prótons existentes no núcleo de um átomo.
PRÓTON: partícula subatômica que tem uma carga elétrica unitária positiva. A massa do próton é 1840 vezes maior que a massa do elétron.
Princípio da exclusão de Pauli: num mesmo orbital pode-se ter no máximo 2 elétrons, de rotações ("spins") contrários.
|
Natureza |
Valor relativo |
Massa relativa | |
|
Próton |
Positiva |
+1 |
1 |
|
Nêutron |
Não existe |
0 |
1 |
|
Elétron |
Negativa |
-1 |
desprezível |
Sabe-se hoje que é impossível determinar a órbita (trajetória) de um elétron. Pode-se determinar a probabilidade relativa de encontrar o elétron numa certa região ao redor do núcleo.
Imagine uma pessoa munida de uma lanterna em um quarto escuro. Essa pessoa move-se ao acaso pelo quarto e de tempo em tempo ela acende e apaga a lanterna. Em um papel milimetrado vamos marcar a posição da pessoa. Quando a lanterna acende sabe-se onde a pessoa estava, mas não onde está agora. O papel milimetrado ficaria com o aspecto dado na figura ao lado.
Em outras palavras, é impossível determinar a trajetória de um elétron num átomo. Surge então o modelo orbital.
Orbital é a região de máxima probabilidade de encontrar o elétron.
Orbital é a região onde o elétron gasta a maior parte do seu tempo.
Os elétrons estão distribuídos em camadas ou níveis de energia:
núcleo |
camada | ||||||
|
K |
L |
M |
N |
O |
P |
Q | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |
|
nível | |||||||
Número máximo de elétrons nas camadas ou níveis de energia:
|
N |
L |
M |
N |
O |
P |
Q |
|
2 |
8 |
18 |
32 |
32 |
18 |
2 |
A camada orbital mais externa de um átomo é chamada camada de valência, e os elétrons da camada de valência são elétrons de valência. Elétrons de valência são os elétrons de mais energia em um átomo e são então os mais reativos.
Subníveis de energia
As camadas ou níveis de energia são formados de subcamadas ou subníveis de energia, designados pelas letras s, p, d, f.
Preenchimento dos subníveis
Os subníveis são preenchidos sucessivamente, na ordem crescente de energia, com o número máximo de elétrons possível em cada subnível. (Regra de aufbau)
Os números quânticos indicam a energia do elétron no átomo e a região de máxima probabilidade de se encontrar o elétron.
O número quântico principal (n) indica o nível de energia. Varia de n = 1 a n = ¥, respectivamente, no 1º, 2º, 3º, ... nível de energia.
O número máximo de elétrons em cada nível é dado por 2n2. Entre os átomos conhecidos, no estado fundamental, o número máximo de elétrons num mesmo nível é 32.
O número quântico secundário ou azimutal (l) indica a energia do elétron no subnível. Nos átomos conhecidos, no estado fundamental, há quatro subníveis, representados por s, p, d, f, em ordem crescente de energia.
Os subníveis são formados de orbitais. Orbital é a região da eletrosfera onde há maior probabilidade de estar localizado o elétron do átomo. O número máximo de elétrons em cada orbital é 2.
A cada orbital foi atribuído um número quântico magnético (m) cujo valor varia de -l a +l, passando por zero.
O orbital s tem forma esférica. Os orbitais p têm forma de duplo ovóide e são perpendiculares entre si (estão dirigidos segundo três eixos ortogonais x, y e z.
é o movimento de rotação do elétron em torno de seu eixo. Pode ser paralelo ou antiparalelo. A cada um deles foi atribuído um número quântico: + 1/2 e -1/2.