Distribuição eletrônica e números quanticos

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Exercícios 
1. Complete a tabela a seguir, preenchendo os espaços em branco. 
Elemento Prótons Nêutrons Elétrons z A 
Neônio 10 10 10 
11 23 
17 17 35 
Estrôncio 38 87 
 2. X é isótopo de 20
41Ca e isótono de 19
41K. Portanto, o seu número 
de massa é igual a: 
a) 41 
b) 40 
c) 39 
d) 42 
e) 20 
Distribuição eletrônica e números quânticos 
5. Ao retornar ao nível mais interno, o elétron emite um quantum de energia (igual 
ao absorvido em intensidade), na forma de luz de cor definida ou outra radiação 
eletromagnética (fóton). 
Bohr 
Bohr 
6. Cada órbita é denominada de estado estacionário e pode ser designada por 
letras K, L, M, N, O, P, Q. As camadas podem apresentar: 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Cada nível de energia é caracterizado por um número quântico (n), que 
pode assumir valores inteiros: 1, 2, 3, etc. 
 
K = 2 elétrons 
L = 8 elétrons 
M = 18 elétrons 
N = 32 elétrons 
O = 32 elétrons 
P = 18 elétrons 
Q = 2 elétrons 
Distribuição de energia 
Átomos 
Exemplos 
íons 
Átomos 
Que tem a ver com a tabela periódica? 
1A – metais alcalinos 
2A – metais alcalinos terrosos 
H não é metal alcalino, embora tenha conf. elet. 1s1. 
He é um gás nobre de configuração eletrônica 1s2. 
Exercícios 
1. Faça a distribuição eletrônica em níveis de energia para os 
seguintes elementos: 
a) 9F 
b) 10Ne 
c) 15P 
2 (ITA-SP) No esquema a seguir, encontramos duas distribuições 
eletrônicas de um mesmo átomo neutro: 
A 1s2 2s2 B 1s2 2s1 2p1 
A seu respeito é correto afirmar: 
a) A é a configuração ativada. 
b) B é a configuração normal (fundamental). 
c) A passagem deA para B libera energia na forma de ondas 
eletromagnéticas. 
d) A passagem de A para B absorve energia. 
e) A passagem de A para B envolve perda de um elétron. 
Bohr 
3ª órbita – 2ª 4ª órbita – 2ª 5ª órbita – 2ª 
6ª órbita – 2ª 
? 
Mecânica Quântica 
 Fins do século XIX: - Espectro da luz, efeito fotoelétrico, … 
problemas sem explicações usando a física clássica (= 
préquântica); 
Espaço para surgimento da Mecânica Quântica. 
Mecânica = movimento de corpos; 
A teoria descreve as probabilidades de qualquer 
evento ocorrer; 
Desenvolvida na década de 1920 para descrever 
sistemas microscópicos: fótons (luz), elétrons, 
átomos, etc. 
• Em 1905, Albert Einstein desenvolveu a idéia, proposta por 
Planck, de que a energia de um feixe de luz concentrava-se em 
pacotes, os fótons. O quantum de energia luminosa é o fóton. 
• O quantum ou fóton possuem energia específica e fazem 
parte da radiação, cada fóton varia de acordo com a cor de 
sua luz. 
•A energia de um fóton ocorre através da relação: 
E = hν 
h = constante de Planck 
ν =frequência 
Mas o que são os números 
quânticos afinal? 
• Os NÚMEROS QUÂNTICOS são os modelos que nos 
auxiliam na localização e identificação da posição do elétron 
na orbita de um átomo. 
• Códigos matemáticos associados à energia do elétron 
Quantos números quânticos 
existem? 
A caracterização de cada elétron no átomo é feita por meio de 
4 números quânticos: principal,secundário, magnético e spin. 
É um número inteiro que representa os níveis de energia, desde 
n = 1, para o primeiro nível; n = 2 para o segundo nível e assim 
até o infinito; 
1. Número quântico principal (n) 
1. Número quântico principal 
•Indica a camada em o elétron se encontra; 
• Reflete a distância média elétron-núcleo; 
• É importante na determinação da energia de um elétron; 
• Só pode assumir valores inteiros e positivos : n = 1 , 2 , 3 , 
4 , 5 , ... (camadas: K, L, M, N, O, P); 
• Elétrons com o mesmo valor de n movem-se na mesma 
região em torno do núcleo (estão no mesmo nível ou 
camada); 
• Quanto maior o valor de n maior a sua distância do núcleo 
e, consequentemente, maior a sua energia. 
2. Número quântico secundário (l) 
Relacionado com o subnível de energia do elétron 
Subnível s p d f 
Número quântico 
secundário 
0 1 2 3 
2. Número quântico secundário (l) 
• Determina a geometria da nuvem eletrônica associada com 
um elétron; 
• Representa os subníveis ou subcamadas presentes em um 
nível ou camada; 
• Está relacionado com n , de modo que para um dado valor 
de n , ℓ é limitado pelos valores: ℓ = 0, 1, 2, 3, .... (n - 1); 
• Os subníveis associados com os valores de ℓ = 0, 1, 2 e 3 são 
designados s, p, d e f, nessa ordem; 
 • Observam-se diferenças de energia em subníveis de um 
mesmo nível; 
 • Elétrons de um mesmo subnível possuem a mesma 
quantidade de energia; 
3. Número quântico magnético (m ou mℓ) 
Indica a orientação dos subníveis no espaço 
Subnível Valores de ℓ Valores de mℓ N° de orbitais 
s 0 0 1 
p 1 -1,0,+1 3 
d 2 -2,-1,0,+1,+2 5 
f 3 -3,-2,-1,0,1,+1,+2,+3 7 
• Está associado com a orientação da nuvem eletrônica em 
relação a uma determinada direção; 
 • Cada subnível contém um ou mais orbitais, sendo cada um 
deles limitado pelos valores: mℓ = ℓ, ℓ - 1, ℓ - 2, ℓ - 3, ... 0, -1, -2, 
..., - ℓ; 
• Existe um único orbital para cada valor de mℓ ; 
• Orbitais do mesmo subnível (mesmo valor de ℓ) possuem a 
mesma energia; 
3. Número quântico magnético (m ou mℓ) 
4. Número magnético de spin (ms ou s) 
Especifica o spin do elétron; 
• Está associado com a rotação do elétron em torno do seu próprio 
eixo; 
• Os elétrons se comportam como um imã em função da sua 
rotação no sentido horário ou anti-horário; 
• Não está relacionado com os valores dos demais números 
quânticos; 
• Valores de ms : + 1/2 , -1/2. 
Estrutura eletrônica dos átomos 
Diagrama de orbitais 
Número máximo de elétrons 
subnível 
Nível de energia 
A representação 1s2 significa 2 elétrons colocados no subnível 
s do 1° nível de energia. 
Distribuição eletrônica em orbitais 
• Princípio da exclusão de Pauli: num orbital existem no 
máximo 2 elétrons com spin opostos. 
 
• Regra de Hund: o preenchimento dos orbitais de um 
mesmo subnível deve ser feito de modo que tenhamos o 
maior número possível de elétrons isolados,ou 
seja,desemparelhado. 
Distribuição eletrônica em orbitais 
Diagrama de orbitais 
Exemplo : átomo de alumínio (13Al) : 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p1 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 
•Cada seta indica um elétron e em cada orbital, quando 
existem dois elétrons, são sempre de spins opostos; 
• Nesse caso, o potássio pode perder seu elétron 3p, 
ficando assim com 4 subcamadas completas; 
Distribuição eletrônica em orbitais 
Números quânticos 
Exemplo : átomo de alumínio (13Al) : 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p1 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 
Logo os nºs quânticos são referentes ao elétron de 3p¹: 
•Primeiro número quântico - n= 3 (terceiro nível – camada M) 
•Segundo número quântico - ℓ= p= 1 
•Terceiro número quântico - mℓ = -1 (primeiro orbital p) 
•Quarto número quântico - ms= 1/2 (rotação) 
Distribuição eletrônica em orbitais 
Diagrama de orbitais 
Exemplo : átomo de potássio (19K) : 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 
•Cada seta indica um elétron e em cada orbital, quando 
existem dois elétrons, são sempre de spins opostos; 
• Nesse caso, o potássio pode perder seu elétron 4s, 
ficando assim com 5 subcamadas completas; 
Distribuição eletrônica em orbitais 
Números quânticos 
Exemplo : átomo de potássio (19K) : 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 
Logo os nºs quânticos são referentes ao elétron de 4s¹: 
•Primeiro número quântico - n= 4 (quarto nível – camada N) 
•Segundo número quântico - ℓ= s= 0 
•Terceiro número quântico - mℓ = 0 (único orbital s)• Quarto número quântico - ms= 1/2 (rotação do elétron) 
Exercícios 
1. O conjunto de números quânticos que caracteriza o elétron mais energético 
do Si ( Z = 14) 
Resposta: 
n = 3 
l = 1 
m = 0 
s = -1/2 
2. O conjunto de números quânticos que caracteriza o elétron mais energético 
do Sc ( Z = 21) 
Resposta: 
n = 3 
l = 2 
m = -2 
s = -1/2 
Características de materiais 
Materiais Paramagnéticos 
 Possuem elétrons desemparelhados e que quando na 
presença de um campo magnético os mesmos se alinham, 
fazendo surgir desta forma um imã que tem a capacidade de 
provocar um aumento do campo magnético em um ponto 
qualquer. 
 Ex.: alumínio, magnésio. 
Materiais diamagnéticos 
 Quando colocados em um campo magnético tem seus imãs 
orientados no sentido contrários ao do campo magnético 
aplicado 
 Ex.: Bismuto, cobre, prata, chumbo 
Referências bibliográficas 
1. Material didático Prof. Ailey Aparecida Coelho Tanamati; 
2. Material didático Profa. Daniele Potulski ; 
3. Material didático Modelo Quântico do departamento de 
química da UFMG.