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1 Aula 2 – Estrutura Atômica e Tabela Periódica Profª: Andréia Alves Costa Tabela Periódica 2 Configuração Eletrônica • A tabela periódica pode ser utilizada como um guia para as configurações eletrônicas dos elementos químicos. • O número do periodo é o valor de n. • Os grupos 1A e 2A têm o orbital s preenchido. • Os grupos 3A -8A têm o orbital p preenchido. • Os grupos 3B -2B têm o orbital d preenchido. • Os lantanídeos e os actinídeos têm o orbital f preenchido. 3 Configuração Eletrônica e Tabela Periódica 4 Configurações Eletrônicas Condensadas 5 Exemplo: Sódio (Z=11) O neônio tem o subnível 2p completo. O sódio marca o início de um novo período. Logo, escrevemos a configuração eletrônica condensada para o sódio como: [Ne] representa a configuração eletrônica do neônio. Elétrons mais internos: os elétrons no [Gás Nobre]. Elétrons de valência: os elétrons fora do [Gás Nobre]. Ne = 1s2 2s2 2p6 Na = 1s2 2s2 2p6 3s1 Na = [Ne] 3s1 6 Carga Nuclear Efetiva Carga Nuclear Efetiva : carga sentida pelo elétron em um dado orbital em função da sua maior ou menor blindagem em relação ao núcleo. Onde: Zef = carga nuclear efetiva Z = carga nuclear ou número atômico = constante de blindagem J.C.Slater (1930) Zef = Z - 7 Carga Nuclear Efetiva Blindagem : redução da carga nuclear efetiva pelos outros elétrons. Penetração : presença de um elétron dentro das camadas de outros elétrons. Quanto maior a penetração, mais estável será o elétron, menos blindado ele estará. Como conseqüência, o elétron é sempre retirado do último nível (camada de valência), pois apresenta a menor carga nuclear efetiva. Carga Nuclear Efetiva Considere o magnésio. Mg (Z=12) Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2 ou [Ne] 3s2 Os elétrons mais externos de um átomo tem muitas probabilidades de estar no cerne do átomo. Deve-se considerar o efeito de blindagem e de penetração. Assim, para os dois elétrons, a Zef = +3,3 . 8 9 Configuração Eletrônica Devido à maior penetração de elétron no orbital s este fica menos blindado do que um elétron p da mesma camada, experimentando uma maior carga nuclear efetiva. 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d 10 Propriedades Periódicas Raio Atômico Energia de Ionização Afinidade Eletrônica Eletronegatividade Polarização 11 Raio Atômico Raio Atômico: tamanho de um átomo em função da sua quantidade de elétrons. À medida que os elétrons ocupam os níveis mais energéticos, o raio atômico dos átomos deve aumentar. Raio Atômico Quanto mais efetiva for a blindagem, menor será Zef e, conseqüentemente, maior será o raio atômico. Quanto maior a Zef , menor será o raio atômico. 12 Elemento Z Zef Li 3 1,70 1,30 Be 4 2,05 1,95 B 5 2,40 2,60 C 6 2,75 3,25 N 7 3,10 3,90 O 8 3,45 4,55 F 9 3,80 5,20 13 Raio Atômico Quanto maior a carga sentida pelo elétron, menor será a blindagem e maior será a atração pelo núcleo. 14 Raio Atômico O raio atômico dos elementos aumenta de cima para baixo em um mesmo grupo da tabela periódica. O raio atômico dos elementos diminui em um mesmo período da tabela periódica à medida que aumenta o número atômico. Tipos de Raio Atômico 1. Raio metálico: metade da distância determinada entre os núcleos dos átomos vizinhos. 2. Raio covalente: metade da distância internuclear entre átomos vizinhos do mesmo elemento. 3. Raio iônico: distância entre os núcleos de cátions e ânions que estão vizinhos. 15 1 2 3 16 Energia de Ionização Energia de Ionização (I): energia para remover um elétron de um átomo gasoso isolado em seu estado fundamental M(g) + I1 → M +(g) + 1e- Os elementos que possuem pequenos raios atômicos apresentam grande energia de ionização. Segue a tendência contrária do raio atômico. 17 Energia de Ionização Espécie Configuração Eletrônica Energia de Ionização (kJ/mol) Li Li+ Li2+ 1s22s1 1s2 1s1 520 7300 11816 Na Na+ Na2+ 1s22s22p63s1 1s22s22p6 1s22s22p5 496 4563 6913 Be Be+ Be2+ 1s22s2 1s22s1 1s2 899 1757 14850 Mg Mg+ Mg2+ 1s22s22p63s2 1s22s22p63s1 1s22s22p6 738 1451 7734 Energia de Ionização A energia de ionização diminui à medida que descemos em um grupo. Isso significa que o elétron mais externo é mais facilmente removido ao descermos em um grupo. À medida que o átomo aumenta, torna-se mais fácil remover um elétron do orbital mais volumoso. Ao longo de um período, Zef aumenta. Consequentemente, fica mais difícil remover um elétron. 18 19 Afinidade Eletrônica Afinidade Eletrônica (AE): quantidade de energia liberada quando um átomo gasoso isolado recebe um elétron, formando um ânion. A(g) + 1e- → A-(g) + AE Mede a afinidade de um átomo pelo elétron adicionado. Quando a AE é negativa, significa que o ânion é estável. Quando a AE é positiva, significa que o ânion não será formado espontâneamente. Afinidade Eletrônica Energia de Ionização = mede a facilidade com que um átomo perde um elétron. ( 0, ou seja, energia deve ser fornecida) Afinidade Eletrônica = mede a facilidade com que um átomo ganha um elétron. ( 0 , ou seja, energia deve ser liberada) Cl(g) + e - Cl-(g) Ar(g) + e- Ar -(g) 21 Eletronegatividade Eletronegatividade (): medida empírica da tendência de um átomo em atrair elétrons numa ligação química. Decresce de cima para baixo em um grupo. Aumenta da esquerda para a direita em um período. 22 Polarização Polarização : é a aplicação da eletronegatividade para estimar a direção da polaridade de ligações químicas. * Categorias de Elementos 23
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