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Prof. Thiago de Melo Lima GQI 00042 – 2018/1 Curso: Engenharia Civil Configurações eletrônicas e propriedades periódicas – parte 1 A distribuição eletrônica – princípio de Aufbau 2 A distribuição eletrônica – princípio de Aufbau 3 Energia de emparelhamento à repulsão elétron-elétron no mesmo orbital atômico. Regra de Hund: configuração do átomo que corresponde à energia total mais baixa, levando em conta a atração dos elétrons pelo núcleo e a repulsão dos elétrons. 4 Configurações eletrônicas Notação spdf: notação utilizada para descrever os elétrons presentes nos orbitais atômicos de um determinado elemento. Para o hidrogênio : 1s1 Camada eletrônica (n) Tipo de orbital (l) Número de elétrons no orbital 5 Configurações eletrônicas Camada de valência: é a camada ocupada com o maior valor de n. Camada fechada do átomo de C, ou caroço. O caroço representa a configuração eletrônica do gás nobre correspondente. Camada de valência: elétrons envolvidos na reação química 6 7 Configurações eletrônicas Considerando estas notações, os elementos estão organizados na Tabela Periódica de acordo com suas distribuições eletrônicas. • A Tabela periódica está organizada em grupos e períodos: • Grupos: as colunas verticais da tabela (famílias) • Períodos: as linhas horizontais da tabela 8 Configurações eletrônicas A Tabela Periódica é dividida em blocos s, p, d e f, nomes das últimas subcamadas ocupadas , de acordo com o princípio da construção. 9 Configurações eletrônicas Grupos: elementos agrupados de acordo com o orbital da camada de valência; Período: elementos agrupados de acordo com o nível (n) da camada de valência. 10 Configurações eletrônicas 11 Carga nuclear efetiva (Zef) A ordem que os elétrons são atribuídos às subcamadas em um átomo, e muitas propriedades atômicas, podem ser racionalizadas usando o conceito de carga nuclear efetiva. • A carga nuclear de um átomo é dada pelo número de prótons presentes no núcleo deste átomo e é chamada número atômico (Z). • Z = carga nuclear = número de prótons • A carga nuclear efetiva é a carga sofrida por um elétron em um átomo polieletrônico. • A carga nuclear efetiva não é igual à carga no núcleo devido ao efeito dos elétrons internos. 12 Carga nuclear efetiva (Zef) Carga nuclear efetivaà consequência do poder de penetração de alguns orbitais e da blindagem dos elétrons mais internos: Cada elétron de um átomo é protegido (blindado) do efeito de atração da carga nuclear pelos elétrons do mesmo nível de energia e, principalmente, pelos elétrons dos níveis mais internos. 13 Carga nuclear efetiva (Zef) • Apenas uma parte da carga nuclear atua realmente sobre os elétrons: é a Carga Nuclear Efetiva (Zef). 14 Carga nuclear efetiva (Zef) 15 Carga nuclear efetiva (Zef)- Tendências Analisando ao longo de um período: (2o período, por exemplo) Li 2s1 Z=3 Be 2s2 Z=4 B 2s22p1 Z=5 C 2s22p2 Z=6 N 2s22p3 Z=7 O 2s22p4 Z=8 F 2s22p5 Z=9 Ao longo de um mesmo período há o aumento da carga positiva no núcleo, logo a Zef aumenta ao longo de um mesmo período. 16 Carga nuclear efetiva (Zef)- Tendências Analisando ao longo de um grupo: (1o grupo, por exemplo) Li 2s1 Z=3 Na 3s1 Z=11 K 4s1 Z=19 Rb 5s1 Z=37 Cs 6s1 Z=55 Fr 7s1 Z=87 Ao longo de um mesmo grupo há a diminuição da Zef, pois os elétrons estão ocupando orbitais cada vez mais distantes do núcleo. A blindagem causada pelos elétrons mais internos é alta. A repulsão dos elétrons mais externos é alta. Como relacionar essas tendências de Zef com o tamanho dos átomos? 17 18 Propriedades periódicas – Raio atômico As nuvens de elétrons não tem fronteiras bem definidas, logo não é possível medir o raio exato de um átomo. • Entretanto, quando os átomos se organizam como sólidos e moléculas, seus centros encontram-se em distâncias definidas. • O raio atômico é definido como a metade da distância entre os núcleos de átomos vizinhos. 19 Propriedades periódicas – Raio atômico 20 Propriedades periódicas – Raio atômico Resumo: Raios atômicos geralmente decrescem da esquerda para a direita em cada período devido ao aumento do número atômico efetivo e crescem em cada grupo quando camadas sucessivas são ocupadas. 21 Propriedades periódicas – Raio iônico http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/downloads/aulas/aula%2011%20-%20propriedades%20periodicas.pdf 22 Propriedades periódicas – Raio iônico http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/downloads/aulas/aula%2011%20-%20propriedades%20periodicas.pdf 23 Propriedades periódicas – Raio iônico 24 Propriedades periódicas – Raio iônico Aumento de Zef Aumento de Zef 25 Propriedades periódicas – Raio iônico Aumento do raio iônico Aumento do raio iônico 26 Propriedades periódicas – Raio iônico Resumo: os raios iônicos geralmente crescem com o valor de n em um grupo e decrescem da esquerda para a direita em um período.
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