Aula2 Inorganica

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QUÍMICA INORGÂNICA I 
Prof. Priscila Silva 
Estrutura Eletrônica dos Átomos 
 
 
Parte 2 
 
• Níveis e subníveis energéticos; 
•Orbitais atômicos 
•Átomos polieletrônicos 
•Configuração eletrônica 
Modelo Atômico Atual 
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Qui Inorg 1 - Parte 1 - Prof. Priscila Silva - UFV- CRP agosto/2010 
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Qui Inorg 1 - Parte 1 - Prof. Priscila Silva - UFV- CRP agosto/2010 – material prof Jairo Tronto 
- Número quântico principal: n 
-Número quântico de momento angular: l 
-Número quântico magnético: m
l 
-Número quântico de spin: m
s 
Caracterização dos elétrons 
Os números quânticos são necessários para descrever a 
distribuição dos elétrons no átomo de hidrogênio e em 
outros átomos. 
OBS: Esses números têm origem na solução matemática da equação de 
Schrödinger. 
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Qui Inorg 1 - Parte 1 - Prof. Priscila Silva - UFV- CRP agosto/2010 
Está relacionado com o tamanho do orbital 
- Pode assumir números inteiros: 1, 2, 3 ... 
1s 
2s 
Número quântico principal (n) 
5 
núcleo 
O valor n determina a energia de um orbital. 
O número quântico principal também está relacionado com a 
distância média entre o elétron, em um determinado orbital, e 
o núcleo (tamanho do orbital). 
n = 1, 2, 3, 4,.....7 
 Maior 
energia 
 Menor 
energia 
Energia 
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 Esta relacionado com a forma do orbital. 
 
Os valores de ℓ dependem do valor do número quântico 
principal, n. 
 
 ℓ pode assumir valores inteiros entre 0 e (n-1). 
 
 Indica o subnível de energia (subcamada) no qual o elétron 
está localizado. 
 
ℓ 0 1 2 3 4 5 
Nome do orbital s p d f g h 
Número quântico de momento angular (ℓ) 
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ℓ = 0 (orbitais s) 
ℓ = 1 (orbitais p) 
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ℓ = 2 (orbitais d) 
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Número quântico magnético (mℓ) 
 O número quântico magnético (mℓ) descreve a orientação 
do orbital no espaço. 
 
 Dentro de uma subcamada o valor de mℓ depende do valor 
do número quântico de momento angular, ℓ. Para um certo 
valor de ℓ, há (2ℓ +1) valores inteiros de mℓ: 
-ℓ, (-ℓ + 1), ...0, ...(+ℓ - 1), +ℓ 
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Por exemplo: 
• se ℓ = 1 (orbital p), há: -1, 0, 1  3 orbitais 
• se ℓ = 2, há: -2, -1, 0, 1, 2  5 orbitais 
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- Está relacionado com 
o sentido de rotação 
do elétron. 
-Pode ter valor de 
+1/2 ou -1/2. 
elétron 
Eixo do elétron 
Número quântico de spin (ms) 
Nível Subnível Designação do 
nível 
Valores de ml Número de 
orbitais 
n = 1 s (l = 0) 1s 0 1 
n = 2 
 
s (l = 0) 
p (l = 1) 
2s 
2p 
0 
0, ± 1 
1 
3 
n = 3 
 
s (l = 0) 
p (l = 1) 
d (l = 2) 
3s 
3p 
3d 
0 
0, ± 1 
0, ± 1, ± 2 
1 
3 
5 
n = 4 
 
s (l = 0) 
p (l = 1) 
d (l = 2) 
f (l =3) 
3s 
3p 
3d 
4f 
0 
0, ± 1 
0, ± 1, ± 2 
0, ± 1, ± 2, ± 3 
1 
3 
5 
7 
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Níveis, subníveis e orbitais 
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- Os cálculos para o modelo atômico de Bohr 
funcionam muito bem para o hidrogênio – átomo 
monoeletrônico. 
Átomos polieletrônicos 
- Até mesmo a equação de Schrödinger, só foi 
resolvida exatamente para espécies contendo um 
elétron (H, He+, Li2+, etc.) 
-No entanto, cálculos aproximados e evidências 
espectroscópicas indicam que espécies 
polieletrônicas, possuem orbitais análogos aos de 
hidrogênio. 
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Configuração Eletrônica 
 Descreve o arranjo dos elétrons em um átomo. 
 
 O arranjo do estado fundamental é aquele que apresenta 
menor energia possível. 
 
 O arranjo de menor energia é o mais estável. 
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Princípio da exclusão de Pauli 
Dois elétrons de um mesmo átomo não podem ter o mesmo 
conjunto de números quânticos (n, l, m
l
 e m
s
). 
 
 
 
Nenhum orbital atômico pode conter mais que dois elétrons 
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Regra de Hund 
"Os elétrons são distribuídos isoladamente e com o mesmo spin” 
 "Os elétrons são emparelhados com spins contrários.“ 
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E
ne
rg
ia
 
n=1 
n=2 
n=3 
Cada pequena linha horizontal representa um orbital. 
Níveis energéticos dos orbitais em um átomo de hidrogênio 
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E
ne
rg
ia
 
n=1, ℓ=0 
n=2, ℓ=0 
n=2, ℓ=1 
n=3, ℓ=0 
n=3, ℓ=1 
n=3, ℓ=2 
O nível de energia depende tanto do valor de n quanto de ℓ. 
Níveis energéticos dos orbitais em um átomo polieletrônico 
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Preencher os elétrons nos orbitais com menor energia 
H 1 elétron 
H 1s1 
He 2 elétrons 
He 1s2 
Li 3 elétrons 
Li 1s22s1 
Be 4 elétrons 
Be 1s22s2 
B 5 elétrons 
B 1s22s22p1 
C 6 elétrons 
? ? 
E
ne
rg
ia
 
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O arranjo mais estável de elétrons em subcamadas é com o 
maior número de spins paralelos (a regra de Hund). 
C 6 elétrons 
C 1s22s22p2 
N 7 elétrons 
N 1s22s22p3 
O 8 elétrons 
O 1s22s22p4 
F 9 elétrons 
F 1s22s22p5 
Ne 10 elétrons 
Ne 1s22s22p6 
E
ne
rg
ia
 
Regra de Hund 
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Ordem de preenchimento das subcamadas atômicas 
em um átomo polieletrônico. 
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s 
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H: 1s1 He: 1s2 
 
Li: [He] 2s1 Be: [He] 2s2 
 
B: [He] 2s2 2p1 Ne: [He] 2s2 2p6 
 
Na: [He] 2s2 2p6 3s1  [Ne] 3s1 
 
Mg: [He] 2s2 2p6 3s2  [Ne] 3s2 
 
Al: [Ne] 3s2 3p1 Si: [Ne] 3s2 3p2 
 
P: [Ne] 3s2 3p3 S: [Ne] 3s2 3p4 
 
Cl: [Ne] 3s2 3p5 Ar: [Ne] 3s2 3p6 
Camada de valência 
Última camada (a de maior energia) preenchida por elétrons 
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Classificação dos grupos de elementos na tabela periódica, de 
acordo com o tipo de subcamada preenchida de elétrons. 
Configuração Eletrônica na Tabela Periódica 
Configurações Eletrônicas 
do Estado Fundamental dos Elementos n
s
1
 
n
s
2
 
n
s
2
n
p
1
 
n
s
2
n
p
2
 
n
s
2
n
p
3
 
n
s
2
n
p
4
 
n
s
2
n
p
5
 
n
s
2
n
p
6
 
d
1
 
d
5
 
d
1
0
 
Metal 
Semi-Metal 
Não metal 
5f 
4f 
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1.Dê a configuração eletrônica do silício, do enxofre e do 
alumínio usando a notação espectroscópica, a notação do 
núcleo de gás nobre e a das caixas de orbitais. 
a) Al (Z=13) 
b)Si (Z=14) 
c) S (Z=16) 
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Exercícios 
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2.Porque o enxofre pode fazer mais de duas ligações e o 
oxigênio (ns2 np4) que é da mesma família e só pode 
fazer duas ligações? Dica faça as configurações 
eletrônicas para o oxigênio e para o enxofre. 
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Qui Inorg 1 - Parte 1 - Prof. Priscila Silva- UFV- CRP agosto/2010 
Exercícios 
3. Que elemento tem a configuração: 
 
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 = 
 
b) 1s2 2s2 2p4 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 = 
 
 
4. Qual o número máximo de elétrons que podem estar 
presentes no nível quântico principal n=3? 
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Exercícios 
Na: [Ne]3s1 Na+: [Ne] 
Ca: [Ar]4s2 Ca2+: [Ar] 
Al: [Ne]3s23p1 Al3+: [Ne] 
Átomos perdem elétrons e 
adquirem uma configuração 
de gás nobre (cátions) 
H: 1s1 H-: 1s2 ou [He] 
F: 1s22s22p5 F-: 1s22s22p6 ou [Ne] 
O: 1s22s22p4 O2-: 1s22s22p6 ou [Ne] 
N:1s22s22p3 N3-: 1s22s22p6 ou [Ne] 
Átomos ganham 
elétrons e adquirem 
uma configuração de 
gás nobre (ânions) 
Configurações Eletrônicas dos Cátions e dos Ânions 
[He] 1s2 [Ne] 1s22s22p6 
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Na+: [Ne] Al3+: [Ne] F-: 1s22s22p6 ou [Ne] 
O2-: 1s22s22p6 ou [Ne] N3-: 1s22s22p6 ou [Ne] 
Na+, Al3+, F-, O2-, N3-, Ne são todos isoeletrônicos. 
Cátions Derivados de Metais de Transição 
Quando um cátion é formado a partir de um átomo de metal 
de transição, os elétrons são sempre removidos primeiro do 
orbital ns e então depois do orbital (n-1)d. 
Fe: [Ar]4s23d6 
Fe2+: [Ar]4s03d6 ou [Ar]3d6 
Fe3+: [Ar]4s03d5 ou [Ar]3d5 
Mn: [Ar]4s23d5 
Mn2+: [Ar]4s03d5 ou [Ar]3d5 
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5. Escreva as configurações eletrônicas para: 
a) Ca(Z=20) 
b)Ca2+(Z=20) 
c) Cr(Z=24) 
d) Cr3+(Z=24) 
e) Cu (Z=29) 
f) Cu1+ (Z=29) 
g) Cu2+ (Z=29) 
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Exercícios 
30 
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Exceções à regra 
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• As exceções à regra estão em sua maioria, ligadas à 
maior estabilidade de subníveis preenchidos: 
Exatamente pela metade ou totalmente preenchidos. 
• Esse tipo de consideração não é geral. O tungstênio 
tem configuração 5d4 6s2 
• E não afeta a química dos elementos Cu(II) 3d9 é 
mais estável que Cu(I) 3d10