Estudo-da-eletrosfera

Prévia do material em texto

Química
Estudo da Eletrosfera
Eletrosfera: é a parte do átomo que envolve o núcleo.
A eletrosfera é constituída por camadas ou níveis eletrônicos, que apresentam uma população máxima de elétrons. A camada eletrônica de um determinado elétron é indicada através do número quântico principal (n).
Números quânticos: códigos matemáticos associados à energia do elétron.
A caracterização de cada elétron no átomo é feita por meio de quatro números quânticos: principal, secundário (ou azimutal), magnético e spin.
Número quântico principal (n): indica o nível de energia do elétron, ou seja, quanto maior o valor de n, maior será a energia do elétron. Simultaneamente, ele indica um afastamento do elétron em relação ao núcleo.
Pelo exposto, concluímos que se o número quântico principal (n) de um dado elétron é 2, ele está na camada L; se n for 3 o elétron, está na camada M, e assim por diante.
 
As camadas eletrônicas são constituídas por subníveis (s: sharp; p: principal, d: difuse; f: fundamental), que, por sua vez, são indicados através do número quântico secundário (l).
Os subníveis também apresentam uma população máxima de elétrons.
Número quântico secundário ou azimutal (l): representa a forma do orbital, ou seja, indica o subnível de energia do elétron, que até o momento varia apenas de zero a 3
Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo atômico onde é maior a probabilidade de se encontrar determinado elétron.
Representação gráfica do orbital: 
Logo, podemos dizer que, se para um dado elétron l é igual a 0, o referido elétron está no subnível s; se l for 3 o elétron está no subnível f.
Os subníveis são formados por regiões denominadas orbitais. Em cada orbital “cabem” no máximo 2 elétrons. O provável orbital de um elétron é indicado através do número quântico magnético (m ou ml).
Número quântico magnético (m ou ml): indica a orientação dos orbitais no espaço. Dessa forma, para cada orbital temos um determinado valor do número quântico magnético. Esses valores podem variar de – l a + l.
Então, temos:
Contudo, um elétron que possua n = 3. l = 1 e ml = +1 está na camada M, no subnível p e no orbital + 1.
Nos orbitais, os elétrons apresentam movimento de rotação denominado spin. O sentido da rotação é dado pelo número quântico magnético spin ( s ou ms).
Número quântico spin (s ou ms): Indica o sentido da rotação do elétron. Cada elétron comporta-se como um pequeno ímã, pois eles podem girar num mesmo sentido ou em sentidos opostos e, desse modo, criar campos magnéticos que podem se repelir ou se atrair. Essa rotação é chamada de spin, que em inglês significa “girar”. Se tivermos dois elétrons girando em sentidos contrários (spins opostos), teremos uma atração entre eles. Mas, se estiverem girando para o mesmo lado (spins iguais), eles irão se repelir.
Assim, em função dos dois sentidos de rotação para o elétron, são conhecidos dois valores para o spin:
OBS: Em decorrência desse fato, podemos explicar o comportamento magnético de elementos e substâncias. 
Princípio de Exclusão de Pauli: em um mesmo orbital, os elétrons devem ter spins contrários.
Regra de Hund ou Regra da máxima multiplicidade: o preenchimento dos orbitais de um mesmo subnível deve ser feito de modo que tenhamos o maior número possível de elétrons isolados, ou seja, desemparelhados.
Configuração eletrônica
Linus Carl Pauling, para configurar os elétrons nas eletrosferas dos átomos, apresentou um diagrama no qual os subníveis são colocados em ordem crescente de energia.
O diagrama deve ser seguido no sentido das setas e de cima para baixo. 
Assim, a ordem crescente de energia nos subnívies é:
Como num átomo o número de prótons (Z) é igual ao número de elétrons, conhecendo o número atômico poderemos fazer a distribuição dos elétrons nos subníveis.
Vejamos alguns exemplos:
Distribuição por subníveis, por níveis e por orbitais:
Elétron diferenciador: corresponde ao último elétron do subnível mais energético.
Exemplo:
12Mg: 1s2 2s² 2p6 3s² (O 2º elétron é o diferenciador do subnível 3s)
Subnível mais energético 3s
Camada de valência: corresponde à camada mais externa do átomo, ou seja, sua última camada (maior valor de n).
Distribuição eletrônica em íons
“Quando um átomo se transforma em um íon, a variação do número de elétrons, ‘ganho ou perda’, ocorre sempre na camada (nível) mais externa, chamada camada de valência.”
Átomo: nº de prótons  = nº de elétrons
Íon: nº de prótons (p) ≠ nº de elétrons
Íon positivo (cátion): nº de p > nº de elétrons
Íon negativo (ânion): nº de p < nº de elétrons
Distribuição eletrônica em cátions
Retirar os elétrons mais externos do átomo correspondente. Exemplo:
Ferro (Fe) Z = 26 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 (estado fundamental = neutro)
Fe 2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 (estado iônico)
Distribuição eletrônica em ânions
Colocar os elétrons no subnível incompleto. 
Exemplo:
Oxigênio (O) Z = 8 → 1s2 2s2 2p4 (estado fundamental = neutro)
O2- → 1s2 2s2 2p6 (estado iônico)
FIM !!!