Teoria atômica - Evolução modelos e orbitais

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QUÍMICA GERAL – GQI 101 
Docente: Giovana de Fátima Lima Martins 
Departamento de Química 
 
GRADE HORÁRIA DO DOCENTE – 2015/1 
Segunda Terça Quarta Quinta Sexta 
07:00 
09:00 
GQI101 (22A) 
T- PV3-03 
GQI101(1A) 
T- PV8-04 
09:00 
11:00 
GQI101 (2A) 
T- PV8-02 
13:00 
GQI110 (13A) 
T- PV6-24 
15:00 
GQI110 (13A) 
T- PV6-24 
15:00 
17:00 
GQI134 (1C) 
P-DQI04 
GQI134 (1B) 
P-DQI04 
CONTATO: giovana.martins@dqi.ufla.br 
EMENTA 
OBJETIVO GERAL 
Oferecer subsídios para que o acadêmico seja capaz de: 
Executar e interpretar conceitos gerais da química básica. 
Mostrar a importância da Química Geral em um processo 
interdisciplinar e situá-lo no contexto de suas aplicações 
dentro da profissão escolhida (suma importância para o 
futuro profissional). 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
1 - CONCEITOS EM QUÍMICA 
Átomos e moléculas. 
Propriedades periódicas. 
 
2 - LIGAÇÃO QUÍMICA 
Ligações iônicas, covalentes e suas estruturas eletrônicas. 
Orbitais moleculares. 
Ressonância. 
Polaridade de ligação. 
 
3 - ÍONS E MOLÉCULAS 
Propriedades físicas dos agregados iônicos e moleculares. 
Propriedades dos íons e estrutura das moléculas. 
Hibridação dos Orbitais. 
Polaridade moleculares. 
Interações iônicas e moleculares. 
4 - GASES, LÍQUIDOS E SÓLIDOS 
Teoria cinética dos gases e efeito da pressão e temperatura. 
Gases reais e ideais. 
Propriedades e conceitos gerais dos líquidos e sólidos. 
Mudanças de estados. Diagrama de fases de substâncias puras. 
 
5 - SOLUÇÕES 
Natureza das soluções. 
Concentrações das soluções. 
Processo de solubilização em soluções líquidas. 
Propriedades coligativas. 
 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
6 - CINÉTICA QUÍMICA E EQUILÍBRIO 
Fatores que afetam a velocidade das reações. 
Cinética das reações químicas. 
Reversibilidade e equilíbrio nas reações químicas e equilíbrio 
heterogênio. 
Princípio de Le Chatelier. 
 
7 - FUNDAMENTOS DAS REAÇÕES QUÍMICAS 
Conceito ácido-base. 
Neutralização. 
Reações de oxidação-redução. 
Termoquímica. 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 
BIBLIOGRAFIA 
1.ATKINS, P. e JONES, L.; Princípios de Química: 
questionando a vida moderna e o meio ambiente. 
Bookman, Porto Alegre, 2001. 
 
2.SLABAUGH, W. H. e PARSONS, T. D.; Química Geral, 2a 
ed., Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de 
Janeiro, 1982. 
 
3.Oxtoby, D.W.; Nachtried, N.H.; Freeman, W.A.; 
Chemistry: Science of Change. Saunders, 1990. 
1. CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química, 11ª ed., AMGH 
Editora Ltda. Porto Alegre - RS. 
 
2. MAHAN, B.M. e MYERS, R.J., Química, Um Curso 
Universitário, 4a ed., Editora Edgard Blücher Ltda, São 
Paulo, 1987. 
 
3. MASTERTON, W.L.; SLOWINSKI, E. J. e STANITSKI, C. 
L.; Princípios de Química, 6a ed., Livros Técnicos e 
Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro, 1990. 
 
4. ROSENBERG, J.L.; Química Geral, 6a ed., McGraw Hill, 
São Paulo, 1982. 
BIBLIOGRAFIA 
5. RUSSELL, J.B. Química Geral. 2. ed. São Paulo: Makron 
Books, 1994. 
 
6. KOTZ, J.C.; TREICHEL Jr., P. Química e reações químicas. 
1a. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2010. 
 
7. BROWN, T.L.; LEMAY Jr., H.E.;BURSTEN, B.E. Química: 
ciência central, 9 ed. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 2005. 
 
8. BUENO, Willie Alves et al. Química geral. São Paulo: 
McGraw-Hill, 1981. 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
BIBLIOGRAFIA 
Moderna Teoria 
Atômica 
Descobrimento 
do átomo 
Diversos Modelos 
Propostos 
Evolução ... 
TEORIA ATÔMICA 
TEORIA ATÔMICA 
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS 
 
 
Há 2.450 de anos atrás ( 450 anos a. C. ), o Homem já se 
preocupava com a constituição da matéria. 
 
 
 
 
 Usavam apenas o pensamento filosófico para 
fundamentar seus modelos e não utilizavam métodos 
experimentais para tentar explicá-los. 
TEORIA ATÔMICA 
EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS 
 
~ Séc V (a.C), na Grécia, acreditava-se que toda matéria era 
formada por 4 elementos: 
COMBINAÇÃO DE 4 ELEMENTOS 
TEORIA ATÔMICA 
A matéria consiste de partículas pequenas e 
indivisíveis, os átomos (do grego atomos: que não 
pode ser separado, indivisível). 
Modelo baseado apenas na intuição e na lógica 
~ 400 a.C Leucipo e Demócrito 
TEORIA ATÔMICA 
 Matéria é constituída por átomos e vazio (não era 
compacta); 
 
 O átomo é uma partícula pequeníssima, invisível, e que 
não pode ser dividida; 
 
 Os átomos encontram-se em constante movimento; 
 
 Universo constituído por um número infinito de 
átomos, indivisíveis e eternos; 
 
 Segundo Demócrito: "as únicas coisas que existem são 
os átomos e os espaços entre eles. 
Modelo proposto por Demócrito: 
TEORIA ATÔMICA 
Iniciaram experiências relacionando entre si as massas 
das substâncias participantes das reações químicas. 
Final do século XVIII – Lavoisier e Proust 
Surgiram então as leis ponderais 
das reações químicas. 
1ª Lei: LEI DA CONSERVAÇÃO DAS MASSAS 
(Lavoisier) 
“Na natureza, nada se cria, nada se 
perde, tudo se transforma” 
TEORIA ATÔMICA 
Final do século XVIII – Lavoisier e Proust 
1ª Lei: LEI DA CONSERVAÇÃO DA MASSA (Lavoisier) 
“Num sistema fechado, a massa total dos reagentes é 
igual à massa total dos produtos” 
 A + B X + Y 
 massa de reagentes = massa produtos 
TEORIA ATÔMICA 
Final do século XVIII – Lavoisier e Proust 
2ª Lei: LEI DAS PROPORÇÕES CONSTANTES (Proust) 
“Toda substância apresenta uma proporção em massa 
constante em sua composição” 
TEORIA ATÔMICA 
Séc. XIX - Jonh Dalton 
“Ressuscita” a Teoria Atômica 
Grande evolução na química .... 
 
 Certos fatos não podiam ser 
explicados pela teoria de Aristóteles, como 
a Lei de Lavoisier. 
Para explicar estes fatos Jonh Dalton propôs, em 
1807, o primeiro modelo atômico científico. 
Porque foi baseado em dados experimentais. 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo proposto por Dalton 
“ Modelo da bola de bilhar” 
 
1) Os elementos são formados por átomos, partículas 
extremamente pequenas, maçiças, indestrutíveis e 
indivisíveis 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo proposto por Dalton 
2) Os átomos de um mesmo elemento são idênticos em 
massa e em todas as outras propriedades – Isótopos 
 
3) Diferentes elementos são constituídos de diferentes tipos 
de átomos, de massas diferentes; 
 
4) Os átomos são indestrutíveis e as reações químicas não 
passam de reorganizações desses átomos; 
 
5) Uma reação química não envolve criação ou destruição 
de átomos, apenas uma recombinação; 
 
6) Um composto é uma combinação bem determinada de 
átomos de mais de um elemento. 
TEORIA ATÔMICA 
1874, STONEY admitiu que a eletricidade 
estava associada aos átomos. 
 
> 1891 deu o nome de ELÉTRON para a 
unidade de carga elétrica negativa. 
Simultaneamente aos trabalhos de Dalton se 
desenvolvia o estudo sobre a natureza 
elétrica da matéria (início do século XIX). 
TEORIA ATÔMICA 
A descoberta da primeira partícula 
subatômica: o elétron 
Thomson realizou uma série de 
experiências utilizando um tubo de 
raios catódicos (tubo semelhante 
aos tubos existentes no interior 
dos televisores). 
 
 Neste tubo, eram efetuadas 
descargas elétricas através de um 
gás rarefeito. 
TEORIA ATÔMICA 
 Descoberta do elétron: evidencia de estrutura interna; 
 
 Elétrons uniformemente distribuídosdevida a repulsão 
coulombiana) no interior de uma distribuição contínua de 
carga positiva, de modo a manter o átomo neutro. 
1897 – Joseph Jonh Thomson - “Pudim de passas” 
TEORIA ATÔMICA 
Rutherford, cientista neozelandês, 
estudou com J.J.Thomson. 
 
Em 1908 realizou uma experiência que 
lhe permitiu propor um novo modelo 
atômico. 
A descoberta da segunda 
partícula subatômica: o próton 
1911 – Rutherford 
TEORIA ATÔMICA 
O Raciocínio de Rutherford 
Imaginemos um CAIXOTE DE MADEIRA FECHADO cujo conteúdo não 
conhecemos e que iremos atirar nele com uma METRALHADORA; 
 
1ª. Hipótese: Se as balas ricochetearam, não atravessando o caixote, 
concluímos que dentro dele deve haver algo como concreto ou ferro 
maciço; 
 
2ª Hipótese: Se as balas o atravessarem, concluímos que ele deve 
estar vazio ou então contém materiais leves (isopor, serragem, 
similares); 
 
3ª Hipótese: Porém, se parte das balas passar e parte ricochetear, 
concluímos que materiais dos dois tipos devem estar presentes 
dentro do caixote. 
TEORIA ATÔMICA 
Experiência de Rutherford (experiência do 
espalhamento de partículas alfa) 
Bombardeou uma fina folha de 
ouro com partículas POSITIVAS e 
PESADAS, chamadas alfa, emitidas 
por um elemento radioativo 
chamado polônio. 
TEORIA ATÔMICA 
1911 – Rutherford 
 O átomo é uma estrutura praticamente vazia, e não uma 
esfera maciça (DESCONTÍNUO); 
 
 A maior parte da massa do átomo se concentra em uma 
pequena reagião central denominada de Núcleo, dotado de 
carga positiva (desvio das partículas alfa), onde se concentra 
quase toda a massa do átomo (algumas partículas não 
atravessam o núcleo). 
 
 Elétrons com carga negativa movendo-se em volta do 
núcleo. 
TEORIA ATÔMICA 
 Modelo proposto por Rutherford 
O átomo seria um sistema semelhante ao 
sistema solar. 
 
Modelo Planetário 
 
(Sol representava o núcleo, e os planetas 
simbolizavam os elétrons girando em 
torno do núcleo) 
TEORIA ATÔMICA 
A descoberta da terceira partícula 
subatômica: o nêutron 
 Percebeu-se que no núcleo poderia ter mais do que 
uma carga positiva (próton); 
 
 Comprometeria a estabilidade do núcleo (forças de 
repulsão muito fortes entre os prótons); 
 
 Rutherford admitiu que existia no núcleo partículas 
semelhantes aos prótons, porém sem cargas; 
 
 Chadwick (1932) descobriu os nêutrons;/ 
 Os nêutrons serviriam para diminuir a repulsão entre os 
prótons (maior estabilidade no núcleo) 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
O modelo atômico 
planetário: elétrons 
giram ao redor do núcleo, 
podendo ocupar qualquer 
órbita existente. 
Velódromo: o ciclista 
 pode ocupar 
qualquer parte 
da pista. 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
Diâmetro do núcleo ~ bola de futebol (~30 cm) 
Diâmetro do átomo ~ 3 Km 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
MODELO ATÔMICO CLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
Declínio da Teoria de Rutherfod 
 Elétrons têm carga - e o núcleo tem carga +, existe atração 
entre os elétrons e o núcleo, pois cargas elétricas opostas 
atraem-se. 
Como explicar o fato de os elétrons 
não caírem sobre o núcleo? 
Rutherford contornou essa dificuldade admitindo que os elétrons 
giravam em torno do núcleo em órbitas circulares, a altíssima 
velocidade, de tal modo que a aceleração centrípeta desenvolvida 
nesse movimento equilibraria a atração exercida pelo núcleo. 
TEORIA ATÔMICA 
Declínio da Teoria de Rutherfod 
 ... Outra dificuldade: uma carga elétrica negativa 
(elétrons) em movimento ao redor de outra carga elétrica 
positiva estacionário (núcleo) emite radiação constantemente, 
perdendo energia. 
Os elétrons perdem energia por radiação ao 
entrar em movimento ao redor do núcleo, os 
elétrons vão gradativamente se aproximando 
do núcleo num movimento espiralado, 
acabando por colidir com ele. 
E AGORA JOSÉ ??? 
TEORIA ATÔMICA 
Essa dificuldade foi superada com o surgimento 
do Modelo Atômico de Bohr, em 1913. 
Trabalhou com Thomson, e 
posteriormente com Rutherford. 
Continuou o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, 
em 1913, surgiu o modelo atômico de Rutherford. 
1913 – Niels Bohr 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo de Rutherford era incompatível com 
algumas das teorias da Física ... 
Modelo Atômico de Bohr 
... uma partícula 
carregada movendo em 
uma trajetória circular 
deve perder energia 
TEORIA ATÔMICA 
Bohr => adiciona condições de quantização à teoria 
clássica: 
 
 A energia E do elétron permanece constante (mesmo em 
movimento curvilíneo acelerado); 
 
 Radiação eletromagnética é emitida quando há uma 
mudança descontínua no movimento do elétron, ao se 
transferir de uma órbita de energia total Ei para uma órbita 
de energia total Ef 
Modelo Atômico de Bohr 
MODELO SEMICLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
1º Postulado: A eletrosfera do átomo está 
dividida em regiões denominadas níveis 
ou camadas, onde os elétrons descrevem 
órbitas circulares estacionárias, de modo 
a ter uma energia constante, ou seja, sem 
emitirem nem absorverem energia. 
Modelo Atômico de Bohr 
MODELO SEMICLÁSSICO 
TEORIA ATÔMICA 
 
 Atração coulombiana entre próton e elétron; 
 
 Leis da Mecânica Clássica são obedecidas 
Modelo Atômico de Bohr 
MODELO SEMICLÁSSICO 
Elétron em órbitas circulares em 
torno do núcleo 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo Atômico de Bohr 
MODELO SEMICLÁSSICO 
2º Postulado: Cada um desses níveis possui um 
determinado valor de energia. 
 
3º Postulado: Não é permitido a um elétron permanecer 
entre dois desses níveis. 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo Atômico de Bohr 
MODELO SEMICLÁSSICO 
4º Postulado: Fornecendo energia (térmica, elétrica,...) a um 
átomo, um ou mais elétrons a absorvem e saltam para níveis 
mais afastados do núcleo (mais energéticos). Ao voltarem às 
suas órbitas originais, devolvem a energia absorvida em 
forma de luz ondas eletromagnéticas (fóton). 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo Atômico de Bohr 
MODELO SEMICLÁSSICO 
5º Postulado: Ao voltarem às suas órbitas originais, 
devolvem a energia absorvida em forma de luz ondas 
eletromagnéticas (fóton). 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo Atômico de Bohr 
APLICAÇÕES DO MODELO DE BOHR ???? 
FOGOS DE ARTIFÍCIO 
TEORIA ATÔMICA 
FOGOS DE ARTIFÍCIO 
Composto basicamente por: 
 
1) Pólvora: mistura de enxofre, carvão e nitrato de 
potássio (KNO3), perclorato de potássio (KClO4) ou 
clorato de potássio (KClO3) => oxidantes altamente 
explosivos. 
 
2) E por um sal de um elemento determinado: o que irá 
determinar a cor da luz produzida na explosão. 
TEORIA ATÔMICA 
FOGOS DE ARTIFÍCIO 
A luz produzida a partir da emissão de energia, por um 
elétron excitado, que volta para o nível de energia 
menos energético de um átomo. (Modelo de Bohr) 
TEORIA ATÔMICA 
FOGOS DE ARTIFÍCIO 
As cores das chamas para alguns elementos : 
 
Elemento 
 A - Sódio = Amarela intensa 
 B - Cálcio = Amarela Avermelhada 
 C - Potássio = Violeta 
 D - Bário = Amarela Esverdeada 
 E -Lítio = Vermelha 
 F - Cobre = Verde Azulada 
TEORIA ATÔMICA 
Modelo Atômico de Bohr 
APLICAÇÕES DO MODELO DE BOHR ???? 
LUMINOSOS DE NEON 
TEORIA ATÔMICA 
LUMINOSOS DE NEON 
 Os letreiros luminosos, muito usados em publicidade, 
utilizam principalmente gás neônio (Ne), por isso são 
conhecidos com luminoso de neon. 
 
 Os elétrons desse gás são excitados e, na sua volta à 
orbita original, emitem luz 
 
Tonalidades: 
 
 Neônio (Ne) puro – luz vermelha 
 Neônio + Gás carbônico (CO2) – luz violeta 
 Neônio + mercúrio (Hg) – luz azul 
TEORIA ATÔMICA 
LUMINOSOS DE NEON 
 Os letreiros luminosos, muito usados em publicidade, 
utilizam principalmente gás neônio (Ne), por isso são 
conhecidos com luminoso de neon. 
 
 Os elétrons desse gás são excitados e, na sua volta à 
orbita original, emitem luz 
 
Tonalidades: 
 
 Neônio (Ne) puro – luz vermelha 
 Neônio + Gás carbônico (CO2) – luz violeta 
 Neônio + mercúrio (Hg) – luz azul 
TEORIA ATÔMICA 
Bohr: modelo semiclássico muito bem-sucedido, porém . . . 
 
 
 Abordagem não pode ser estendida a sistemas não-
periódicos; 
 
 A teoria não permite calcular a intensidade das linhas 
espectrais (o modelo não informa o número médio de 
transições por segundo); 
 
 A teoria apenas explica átomos de 1 elétron 
(Li, Na, K, Rb, Cs podem ser tratados de forma aproximada) 
mas falha ao ser aplicada a átomos multieletrônicos 
(mesmo o He, com 2 e− somente) 
 
Necessidade de uma estrutura lógica mais coerente 
TEORIA ATÔMICA 
Dualidade onda partícula 
 
Modelo Planetário => elétron é uma partícula 
1900-1920: demonstrações contundentes de 
que a luz se comporta: 
=> às vezes como ondas (descrição clássica) 
=> às vezes como partículas (descrição 
quântica - fótons) 
1920 - partículas em movimento 
comportam-se como ondas 
TEORIA ATÔMICA 
 
 
 experimentos notáveis mostraram que a matéria 
também se comporta ora como onda ora como 
partícula, dependendo da situação ! 
 
 
Dualidade onda partícula 
revolução na Física 
... novos modelos eram necessários 
TEORIA ATÔMICA 
Schrödinger propôs uma equação que contém os 
termos onda e partícula. 
 
• A resolução da equação leva às funções de onda. 
• A função de onda fornece o contorno do orbital 
eletrônico. 
• O quadrado da função de onda fornece a probabilidade 
de se encontrar o elétron, isto é, dá a densidade 
eletrônica para o átomo. 
Dualidade onda partícula 
TEORIA ATÔMICA 
Erwin Schrödinger 
Formulou uma equação que levou em 
conta a dualidade onda-partícula e 
considerou o movimento dos 
elétrons nos átomos. 
Um elétron é descrito por uma 
função de onda ψ (psi), uma 
função matemática das 
coordenadas de posição x, y e z. 
TEORIA ATÔMICA 
Erwin Schrödinger Interpreta-se a função de 
onda usando a interpretação de 
Born, na qual a probabilidade de 
encontrar a partícula numa 
região infinitesimal do espaço é 
proporcional ao quadrado da 
função de onda. 
 
 
há uma alta possibilidade de 
encontrar uma partícula onde 
(ψ2 ) é grande, e a partícula não 
será encontrada onde (ψ2 ) é 
zero). 
TEORIA ATÔMICA 
Erwin Schrödinger 
Uma função de onda contém todas as 
informações dinâmicas possíveis do 
eletron, incluindo onde ele está e o 
que está fazendo. 
TEORIA ATÔMICA 
 Se resolvermos a equação de Schrödinger, teremos as 
funções de onda e as energias para as funções de onda. 
 
 
 
 
 
Funções de onda de elétrons em átomos 
 
Orbitais e números quânticos 
Orbitais atômicos 
=> O nome orbital foi escolhido para sugerir alguma coisa 
menos definida do que uma “órbita” de um elétron em torno de um 
núcleo e também para considerar a natureza de onda do elétron. 
TEORIA ATÔMICA 
 Orbitais => estados individuais que podem ser ocupados por 
um elétron em um átomo. 
 
 
 
Orbitais e números quânticos 
 Cada orbital no átomo acomoda no máximo dois 
elétrons e, quando dois elétrons ocupam o mesmo orbital, 
são ditos emparelhados. 
 
Orbital = nível de energia = região do 
espaço de maior manifestação eletrônica. 
TEORIA ATÔMICA 
 • A equação de Schrödinger necessita de três números 
quânticos: 
 
1) Número quântico principal, n = 1, 2, 3 ... 
 
2) O número quântico azimutal, l = 0,1, 2, 3, ..., n-1 
 
3) O número quântico magnético, m = ±1, ±2, ±3, ... , ± l 
 
 
 
 
Orbitais e números quânticos 
TEORIA ATÔMICA 
1. Número quântico principal, n. Este é o mesmo n de 
Bohr. 
 
 Tem valores n=1, 2, 3, 4, … 
 
 Representa fisicamente o nível (camada) principal em 
que o elétron se encontra. 
Orbitais e números quanticos 
TEORIA ATÔMICA 
2. O número quântico azimutal, l. 
 
 Representam fisicamente o sub-nível do elétron e sua 
forma geométrica no espaço. 
 
 l permite o cálculo do momento angular do orbital do 
elétron (medida da velocidade que o elétron circula ao redor 
do núcleo). 
 
 Podem assumir os valores: l = 0, 1, 2, 3, (n-1) 
 
 
Orbitais e números quanticos 
TEORIA ATÔMICA 
2. O número quântico azimutal, l. 
 
 Podem assumir os valores: l = 0, 1, 2, 3, (n-1) 
 
 Ex: Para n = 3, l pode assumir qualquer um de três valores, 
0, 1 e 2. 
 Existe uma subcamada no nível n = 1 (l = 0); 
 Duas no nível n = 2 (l = 0 e 1); 
 Três no nível n = 3 (l = 0, 1 e 2); 
 ... e assim por diante. 
Orbitais de uma camada com número quântico 
principal n, caem em n grupos (cada qual identificado 
por um valor diferente de l), que são chamados de 
subcamadas. 
TEORIA ATÔMICA 
2. O número quântico azimutal, l. 
 
 Normalmente utilizamos letras para l (s, p, d, f ) 
 
 
 l = 0 são chamados de orbitais s (sharp = nítido); 
 l = 1 são chamados de orbitais p (principal); 
 l = 2 são chamados de orbitais d (diffuse = difuso); 
 l = 3 são chamados de orbitais f (fundamental). 
Todos os orbitais com: 
 
Observação: Embora valores maiores de l (que 
correspondentes aos orbitais g, h,...) sejam possíveis, os 
valores menores (0, 1, 2 e 3) são os únicos quimicamente 
necessários na prática. 
TEORIA ATÔMICA 
3. O número quântico magnético, m. 
 
 Distingue entre si os orbitais de uma subcamada; 
 
 Representa fisicamente a orientação espacial do orbital 
do elétron, a quantidade de valores possíveis para l 
determina o número de orbitais existentes em um sub-nível 
l. 
 
 Tem os valores: m = -l , 0 , +l 
Orbitais e números quanticos 
TEORIA ATÔMICA 
3. O número quântico magnético, m. 
 
 Tem os valores: m = -l , 0 , +l ; 
 
 Existem 2l + 1 valores diferentes de ml para cada valor de 
l e, portanto, 2l + 1 orbitais em uma subcamada de número 
quântico l. 
Ex: Quando l = 1, ml = +1, 0, –1 (observe usa-se sinal + para 
valores positivos de ml); logo, existem três orbitais p em 
uma dada camada. 
 
=> Podemos dizer, de outra maneira, que uma subcamada 
com l = 1 tem três orbitais. 
TEORIA ATÔMICA 
Sumário do arranjo das camadas, subcamadas e orbitais 
TEORIA ATÔMICA 
Orbitais e números quanticos 
TEORIA ATÔMICA 
Orbitais e números quanticos 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais s 
• Todos os orbitais s são esféricos. 
• À medida que n aumenta, os orbitais s ficam maiores. 
• À medida que n aumenta, aumenta o número de nós. 
• Um nó é uma região no espaço onde a probabilidade de se 
encontrar um elétron é zero. 
• Em um nó, Ψ2 = 0 
• Para um orbital s, o número de nós é n-1. 
TEORIA ATÔMICA 
RepresentaçõesOrbitais 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Funções de onda para o elétron - orbitais 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais p 
• Existem três orbitais p, px, py, e pz. 
• Os três orbitais p localizam-se ao longo dos eixos - x, - y 
e -z de um sistema cartesiano. 
• As letras correspondem aos valores permitidos de m, -1, 
0, e +1. 
• Os orbitais têm a forma de halteres. 
• À medida que n aumenta, os orbitais p ficam maiores. 
• Todos os orbitais p têm um nó no núcleo. 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais p 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais p 
O orbital 2px (n=2, l=1) O orbital 3px (n=3, l=1) 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais d e f 
• Existem cinco orbitais d e sete orbitais f. 
• Três dos orbitais d encontram-se em um plano bissecante 
aos eixos - x, - y e - z. 
• Dois dos orbitais d se encontram em um plano alinhado ao 
longo dos eixos - x, - y e z. 
• Quatro dos orbitais d têm quatro lóbulos cada. 
• Um orbital d tem dois lóbulos e um anel. 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais d 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais d 
O orbital 3dxz (n=3, l=2) O orbital 3dyz (n=3, l=2) 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais d 
O orbital 3dxy (n=3, l=2) O orbital 3dx2−y2 (n=3, l=2) 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais d 
O orbital 3dz2 (n=3, l=2) 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais f 
fz
3 – 3/5 zr2 fx
3 – 3/5 xr2 fy
3 – 3/5 yr2 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais d e f 
• Existem cinco orbitais d e sete orbitais f. 
• Três dos orbitais d encontram-se em um plano bissecante 
aos eixos - x, - y e - z. 
• Dois dos orbitais d se encontram em um plano alinhado ao 
longo dos eixos - x, - y e z. 
• Quatro dos orbitais d têm quatro lóbulos cada. 
• Um orbital d tem dois lóbulos e um anel. 
TEORIA ATÔMICA 
Representações Orbitais 
Orbitais f 
fxyz
 
fy(x
2-z2) fx(z
2-y2) fz(x
2-y2) 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Orbitais e suas energias 
Orbitais de mesma 
energia são 
conhecidos como 
degenerados 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Arranjos das camadas subcamadas e orbitais 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Spin eletrônico e o princípio da exclusão de Pauli 
• O espectro de linhas de átomos polieletrônicos mostra 
cada linha como um par de linhas minimamente espaçado. 
 
• Stern e Gerlach planejaram um experimento para 
determinar o porquê. 
 
• Um feixe de átomos passou através de uma fenda e por um 
campo magnético e os átomos foram então detectados. 
 
• Duas marcas foram encontradas: uma com os elétrons 
girando em um sentido e uma com os elétrons girando no 
sentido oposto. 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Spin eletrônico e o princípio da exclusão de Pauli 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Spin eletrônico e o princípio da exclusão de Pauli 
• Já que o spin eletrônico é quantizado, defini-se s = número 
quântico de rotação = ± ½. 
 
número quântico de spin magnético pode assumir 
somente: 
 
 +1/2 (giro no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio); 
 -1/2 (giro no mesmo sentido do movimento dos ponteiros do 
relógio). 
 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Spin eletrônico e o princípio da exclusão de Pauli 
=> Os dois estados são frequentemente 
representados por duas setas: 
  ("spin para cima", ms = + 1/2 ) 
e  ("spin para baixo", ms = -1/2). 
TEORIA ATÔMICA 
Átomos Polieletrônicos 
Spin eletrônico e o princípio da exclusão de Pauli 
• O princípio da exclusão de Pauli: dois elétrons de um 
mesmo átomo não podem ter a mesma série de 4 números 
quânticos. 
 
 Portanto: 
 
=> dois elétrons no mesmo orbital devem ter spins opostos. 
=> cada orbital de um mesmo átomo, definido por três 
números quânticos iguais, poderá ter no máximo dois 
elétrons. 
TEORIA ATÔMICA 
Os subníveis suportam no máximo: 
 
 s - 2 elétrons; 
 
 p - 6 elétrons; 
 
 d - 10 elétrons; 
 
 f - 14 elétrons. 
TEORIA ATÔMICA 
Cada camada da eletrosfera é dividida em subníveis: 
 
 Camada K (2 e-) é composta pelo subnível s. 
 
 Camada L (8 e-) é composta pelos subníveis s e p. 
 
 Camada M (18 e-) é composta pelos subníveis s, p, d. 
 
 Camada N (32 e-) é composta pelos subníveis s, p, d, f. 
 
 Camada O (32 e-) é composta pelos subníveis s, p, d, f. 
 
 Camada P (18 e-) é composta pelos subníveis s, p, d. 
 
 Camada Q (8 e-) é composta pelos subníveis s, p 
TEORIA ATÔMICA 
Diagrama de Linus Pauling: 
 
Distribuição dos elétrons em 
ordem crescente de 
energia 
Regra de Hund: Os elétrons numa 
mesma subcamada tendem a 
permanecer desemparelhados (em 
orbitais separados), com spins 
paralelos., 
arranjo mais estável é aquele com 
o máximo número de elétrons 
desemparelhados 
TEORIA ATÔMICA 
O Modelo de Subníveis de Energia 
Linus C. Pauling quem apresentou a teoria até o momento 
mais aceita para a distribuição eletrônica. 
TEORIA ATÔMICA 
O ORBITAL indica a energia do elétron e a região do espaço 
em torno do núcleo onde o elétron é mais provavelmente 
encontrado. 
TEORIA ATÔMICA 
Cada camada possui um número máximo de elétrons que 
podem comportar, conforme tabela que segue: 
Camadas Número máximo 
de elétrons 
K 2 
L 8 
M 18 
N 32 
O 32 
P 18 
Q 8 
TEORIA ATÔMICA 
Pauling apresentou esta distribuição dividida em níveis e 
subníveis de energia, em que os níveis são as camadas e os 
subníveis divisões destes: 
 
Camada 
 
Nível 
Subnível Total de 
elétrons 
s2 p6 d10 f14 
K 1 1s 2 
L 2 2s 2p 8 
M 3 3s 3p 3d 18 
N 4 4s 4p 4d 4f 32 
O 5 5s 5p 5d 5f 32 
P 6 6s 6p 6d 18 
Q 7 7s 7p 8 
TEORIA ATÔMICA 
RELEMBRANDO ... 
 
 Cada ORBITAL ATÔMICO tem forma e energia 
características e ocupa uma região no espaço; 
 
 Quanto + perto o ORBITAL está do núcleo, menor é a sua 
energia. 
=> Os orbitais devem 
ser preenchidos em 
ordem crescente de 
energia. De acordo 
com as diagonais do 
Diagrama de Linus 
Pauling: 
TEORIA ATÔMICA 
Regra de Hund 
 
• As configurações eletrônicas nos dizem em quais orbitais os 
elétrons de um elemento estão localizados. 
 
• Três regras: 
 
-Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de n. 
 
- Dois elétrons com o mesmo spin não podem ocupar o mesmo 
orbital (Pauli). 
 
- Para os orbitais degenerados, os elétrons preenchem cada 
orbital isoladamente antes de qualquer orbital receber um 
segundo elétron (regra de Hund). 
TEORIA ATÔMICA 
Distribuição de elétrons em um átomo 
O número máximo de elétrons e orbitais por subnível: 
Subnível Orbitais Máximo de 
elétrons 
s 1 2 
p 3 6 
d 5 10 
f 7 14 
 A distribuição eletrônica de um átomo refere-se à 
colocação dos elétrons nos diversos níveis de energia, 
subníveis e orbitais 
TEORIA ATÔMICA 
Ex: Dado o número atômico de um elemento (Z), segue a 
distribuição eletrônica: 
 
1) Por subníveis de energia em ordem energética crescente 
(pelo diagrama); 
 
 26Fe 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 
 
2) Por níveis de energia (‘camadas”) 
 
 26Fe 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 
 
3) Por orbitais (usando notação apropriada) 
 
 
 26Fe 
TEORIA ATÔMICA 
Distribuição de elétrons em um átomo 
Regras para o átomo fundamental 
 
1) Em um átomo neutro o nº de elétrons é = ao nº atômico(Z); 
2) Os elétrons vão sempre para o subnível de menor energia; 
3) Em um orbital pode haver no máximo 2 elétrons e eles serão 
de SPINS OPOSTOS; 
 
 
 
 
 
4) Dados vários orbitais de mesma energia (mesmo subnível), o 
elétron vai para o orbital que estiver vazio. 
5) A ordem de preenchimento dos subníveis é fornecido pelo 
DIAGRAMA DE LINUS PAULING 
TEORIA ATÔMICA 
Distribuição de elétrons em um átomo 
Ex: Zircônio (Zr) Z = 40 
 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2 
Note que o subnível 4s2 aparece antes do 3d10, de 
acordo com a ordem crescente de energia. 
 
No entanto, a distribuição pode ser feita ordenando os 
subníveis existentes por nível (camada) 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d2 5s2 
CUIDADO!!!!! 
O SUBNÍVEL MAIS EXTERNO NEM SEMPRE 
É O MAIS ENERGÉTICO 
TEORIA ATÔMICA 
Distribuição de elétrons em um átomo 
Ex: Sódio (Na) Z = 11 
 
1s2 2s2 2p6 3s1 
Camada de valência 
1s2 2s2 2p6 3s1 
Cátion 
Cátion de Na+ => perdeu um elétron 
1s2 2s2 2p6 
TEORIA ATÔMICA 
Distribuição de elétrons em um átomo 
Ex: Oxigênio (O) Z = 8 
 
 1s2 2s2 2p4 
Camada de valência 
1s2 2s2 2p4 
Ânion 
Ânion de O2- => ganhou dois elétrons 
1s2 2s2 2p6