Química - Livro 1-022-024

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QUÍMICA Capítulo 1 O átomo22
3º Número quântico magnético (m
l
)
O número quântico magnético (m
l
) indica a orientação
do orbital no espaço. Cada orbital comporta no máximo
dois elétrons com spins opostos.
Assim:
y O subnível s (que comporta 2 elétrons) é formado por
1 orbital;
y O subnível p (que comporta 6 elétrons) é formado por
3 orbitais;
y O subnível d (que comporta 10 elétrons) é formado por
5 orbitais;
y O subnível f (que comporta 14 elétrons) é formado por
7 orbitais.
Para cada valor de l (número quântico do subnível),
m
l
 assume valores inteiros que variam de –l, ...,0, ...,+l.
Observe a Tab. 15:
Subnível s
(l = 0)
0
Subnível p
(l = 1)
−1 0 +1
Subnível d
(l = 2)
−2 −1 0 +1 +2
Subnível f
(l = 3)
−2−3 −1 0 +1 +2 +3
Tab. 15 Número quântico magnético.
Por simplicidade, a representação do orbital é feita por
um quadrado: .
4º Número quântico de spin (s ou ms)
Indica o movimento de rotação do elétron, é representa-
do pelas letras s ou ms e, por convenção, possui os valores
−
1
2
 ou +
1
2
. Não importa qual o sinal do spin do primeiro
elétron de cada orbital, desde que o sinal do segundo elétron
seja o contrário.
A representação dos elétrons em orbitais será feita por
meias-setas que apontam para cima ou para baixo, como
na Fig. 34.
ou
Fig. 34 Representação dos elétrons no orbital.
Quando o orbital está completo, dizemos que os dois
elétrons estão emparelhados, se o orbital está incompleto
(com apenas um elétron) dizemos que o elétron está de-
semparelhado (Fig. 35).
–1 0 +1
Elétrons
emparelhados
Elétron
desemparelhado
Fig. 35 Identificação de elétrons emparelhados e desemparelhados.
Para distribuir elétrons nos orbitais de um subnível, de-
vemos obedecer à regra de Hund, que estabelece:
Para um átomo no estado fundamental, cada orbital
de um subnível deve receber um elétron com mesmo
spin, para que depois cada um desses orbitais receba
o segundo elétron com spin oposto ao primeiro.
Dessa forma, percebemos que, se em um mesmo sub-
nível houver mais de um orbital disponível, os elétrons vão
ocupar primeiro o que estiver vazio, em vez de ocupar um
orbital que já possua um elétron.
Exercício resolvido
9 Determine o conjunto de números quânticos do últi-
mo elétron do 17Cl (considere que o primeiro elétron
de cada orbital apresenta spin = −
1
2
).
Resolução:
De acordo com o diagrama de Linus Pauling, a distri-
buição eletrônica do cloro é:
17Cl: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
O último elétron da distribuição do cloro, corresponde
ao 5
o
 elétron do subnível p da camada 3 (3p
5
).
Observe que, dos quatro números quânticos, dois já
são conhecidos:
Subnível p→  = 1
Camada 3→ n = 3
3p5
n = 3 (número quântico principal);
l = 1 (número quântico secundário);
Para determinar o magnético (m
l
), devemos desenhar
os orbitais:
Subnível p é formado por 3 orbitais:
–1 0 +1
São 5 elétrons distribuídos em 3 orbitais. De acordo
com a regra de Hund, você deve primeiro colocar um
elétron em cada orbital (com mesmo spin) para depois
colocar o segundo elétron de cada orbital (com spin
oposto ao primeiro).
–1 0 +1
F
R
E
N
T
E
 1
23
(O primeiro elétron de cada orbital está representado
com a cor preta.)
Dessa forma, o 5o elétron adicionado cou no orbital
0 (m
l
= 0) e o spin, como foi o 2o elétron adicionado
nesse orbital, apresenta valor s = +
1
2
.
Portanto, os quatro números quânticos do último elé-
tron da distribuição do cloro são:
n = 3
l = 1
m
l
= 0
s = +
1
2
Átomos paramagnéticos e diamagnéticos
De acordo com os princípios da física, quando uma
partícula com carga está em movimento, ela gera um campo
magnético. Dessa forma, quando um átomo apresenta, em
sua distribuição, um ou mais elétrons desemparelhados, é
chamado paramagnético.
Átomos paramagnéticos são fracamente atraídos por
um ímã, pois o campo magnético que esse elétron desem-
parelhado gera não é anulado. Por outro lado, átomos que
apresentam todos os elétrons emparelhados são chamados
diamagnéticos e são fracamente repelidos por um ímã,
pois os elétrons que ocupam o mesmo orbital apresentam
spins opostos, o que provoca uma compensação das forças
magnéticas. Observe essa classificação na Tab. 16.
10Ne
1s2 2s2 2p6
Diamagnético
9F
1s2 2s2 2p5
Paramagnético
Tab. 16 Distribuição eletrônica de um átomo diamagnético e de um átomo para-
magnético.
1 Como ficaram conhecidos os modelos atômicos de Dalton, Thomson e Rutherford?
2 Escreva, de modo sucinto, sobre as partículas que constituem o átomo, onde se localizam, e seus tipos de cargas elétricas.
3 O que são íons? Como se formam?
4 Defina elemento químico.
5 Escreva a quantidade de prótons, nêutrons e elétrons para cada um dos átomos a seguir.
a) 31
5
7Cl
- Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
) 11H Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
c) 168O Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
d) 126C Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
e) 21
3
1Na
+ Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
f) 21
4
2Mg
2+ Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
g) 21
7
3Al
3+ Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
h) 31
2
6S
2- Prótons:_____ Nêutrons:_____ Elétrons:_____
Revisando
QUÍMICA Capítulo 1 O átomo24
6 Complete a tabela a seguir:
Átomo/íon Z A Prótons Nêutrons Elétrons
4
2
0
0Ca
2+
12
5
7
3I
-
3
1
9
9K
4
2He
20
8
9
3Bi
5
2
6
6Fe
3+
13
5
3
5Cs
1+
7 Para os átomos genéricos a seguir, identifique quais são isótopos, isótonos e isóbaros entre si.
15C
45
27F
65
25A
45
17G
55
12H
42
16B
46
25E
62
8 Considere os seguintes dados referentes aos átomos A, B e C.
A
Z
20
B
44
21
C
Y
X
Isóbaros
Isótonos
Isótopos
Determine os valores de X, Y e Z.
9 Os átomos W e Y são isótopos, tais que 3x + 2W
7x e 2x + 7Y
7x + 2. Determine os números de massa e de prótons de W e Y.
10 Quantas e quais são as camadas existentes nos átomos? Cite também o número máximo de elétrons que cada ca-
mada comporta.