_Aula _Numeros_Quanticos_2014

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Dalton 
1803 
Thomson 
1903 
 
Rutherford 
1911 
De Broglie 
1924 
Niels Bohr 
1913 
EVOLUÇÃO CRONOLÓGICA 
Estrutura Atômica Atual 
 Bohr complementou o modelo atômico de Rutheford 
implementando a idéia de que os elétrons movimentam-se 
em órbitas circulares, quantizadas, chamadas, 
posteriormente, de níveis ou camadas eletrônicas. 
 Números Quânticos: Indicam a energia e a 
posição mais provável de um elétron na eletrosfera. 
1. Número quântico Principal. 
2. Número Quântico Secundário ou Azimutal. 
3. Número Quântico Magnético. 
4. Número Quântico Spin. 
Número Quântico Principal (n) 
 Indica o nível de energia, está associado a idéia 
inicial de camada eletrônica, identificado pela letra n. 
) ) ) ) ) ) ) 
 K L M N O P Q 
 n = 1 2 3 4 5 6 7 
Número Quântico Principal (n) 
 O número máximo de elétrons por camada é 
dado por: n° e- = 2n2 . 
Camada K L M N O P Q 
n 1 2 3 4 5 6 7 
n° max. e- 2 8 18 32 32 18 8 
Obs. A expressão n° e- = 2n2 , na prática só 
é válida até a quarta camada. 
Número Quântico Secundário (l) 
 Indica o subnível de energia, identificado pela 
letra l. Matematicamente, l = n –1, são 
conhecidos, na prática, apenas quatro (vide 
tabela). 
Subnível s p d f 
l 0 1 2 3 
n° max. 
e- 
2 6 10 14 
Obs. O Número máximo de elétrons por subnível é 
dado por: n° e- = 2(2 l +1) 
Número Quântico Magnético (m) 
 Indica a orientação espacial, região mais 
provável de se encontrar um elétron (orbital), 
identificado pela letra m. Os valores de m vão de 
– l a+ l, incluindo o zero. 
0 
-1 0 +1 
-2 -1 0 +1 +2 
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3 
s = 1 orbital 
p = 3 orbitais 
d = 5 orbitais 
f = 7 orbitais 
Número Quântico Spin (s) 
 Indica o sentido de rotação do elétron, horário 
ou anti-horário, identificado pela letra s ou ms. 
Convenciona-se que, para o sentido horário s = - ½ 
e sentido anti-horário = + ½ . 
Horário Anti-horário 
Número Quântico Spin (s) 
ms 
 ms: número magnético de 
spin 
Distribuição Eletrônica 
Linus Pauling 
 Regras e princípios gerais para 
distribuição dos elétrons no átomo: 
1. A energia total do elétron é dada por: E = n + l. 
2. O elétron, como qualquer sistema da natureza, tende a 
ocupar as posições de menor energia. 
3. Princípios de Exclusão de Pauling – nenhum átomo 
pode conter elétrons com números quânticos iguais. 
4. Regra de Hund – os orbitais são preenchidos 
parcialmente com elétrons do mesmo spin depois 
completados com elétrons de spins contrários. 
Diagrama de Linus Pauling 
Níveis 
K 1 
L 2 
M 3 
N 4 
O 5 
P 6 
Q 7 
e- 
2 
8 
18 
32 
32 
18 
8 
1s 
2s 2p 
3s 3p 3d 
4s 4p 4d 4f 
5s 5p 5d 5f 
6s 6p 6d 
7s 7p 
2 6 10 14 
Max. de e- 
Diagrama de preenchimento 
Estado fundamental 
de energia 
• Procedimento de Aufbau: os 
elétrons são adicionados do nível 
de menor para o de maior energia 
• À medida que n aumenta, o 
espaçamento entre os níveis de 
energia se torna menor. 
• Obs.: inversão 4s e 3d 
• Todos os orbitais em uma dada 
subcamada tem a mesma 
quantidade de E. 
 
H (Z=1) : 1s1 
Ne (Z=10) : 1s2 2s2 2p6 
S (Z=16) : 1s2 2s2 2p6 3s1 ou [Ne] 3s1 
Exemplos: 
Níveis eletrônicos de energia 
Orbitais s 
- Todos os orbitais s são esféricos. 
- À medida que o número de camadas (n) aumenta, os orbitais s ficam maiores. 
2s 
Interferência construtiva 
Nós 
Interferência destrutiva 
Ψ2 = 0 
Nó: região no espaço onde a probabilidade de se encontrar um elétron é zero. 
Orbitais p 
• Diferem apenas quanto a orientação no espaço. 
Exceção: 3p 
• São compostos por dois lobos separados por um nó 
angular. Orbital 3p 
Orbitais d e f 
 Química dos 
lantanóides e 
actinóides 
Orbitais f 
dz² (orientação coincidente com o eixo z), dx²-y² (orientação coincidente 
com os eixos x e y, simultaneamente), dxy (orientado entre os eixos x e 
y), dyz (orientado entre os eixos y e z) e dxz (orientado entre os eixos x 
e z) 
Magnetismo 
 
• O magnetismo fornece informações importantes 
sobre a ligação. 
• Existem três tipos de comportamento magnético 
(mostrados aqui em ordem): 
– Diamagnético (nenhum átomo ou íon com 
momentos magnéticos). 
– Paramagnético (momentos magnéticos não 
alinhados fora de um campo magnético). 
– Ferromagnético (centros magnéticos acoplados 
alinhados em um sentido comum). 
 
Magnetismo 
• O spin do elétron gera um campo magnético com 
um momento magnético. 
• Quando dois spins são contrários os campos 
magnéticos se cancelam (diamagnético). 
– As substâncias diamagnéticas são fracamente 
repelidas por campos magnéticos externos. 
• Quando os spins estão desemparelhados, os 
campos magnéticos não se cancelam 
(paramagnético). 
Magnetismo 
• Quando materiais paramagnéticos são colocados 
em um campo magnético, os elétrons ficam 
alinhados. 
• Ferromagnetismo é um caso especial de 
paramagnetismo onde os momentos magnéticos 
estão permanentemente alinhados (por exemplo, 
Fe, Co e Ni). 
• Os óxidos ferromagnéticos são usados em 
gravação magnética de fita (por exemplo, CrO2 e 
Fe3O4).