Estrutura eletronica do atomo

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22/08/2014
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Estrutura Eletrônica do Estrutura Eletrônica do 
ÁtomoÁtomo
Prof. Dsc. Ingridy Santos Lopes
Unisuam – 2014.2
Observações
• O trabalho de Rutherford contribuiu muito para a
compreensão da estrutura atômica, mas alguns conceitos
continuavam em aberto.
• O elétron não poderia estar parado, pois, segundo os
conceitos da física, a atração entre o núcleo positivo e os
elétrons faria com que o eles se aproximassem havendo um
colapso.
• A grande questão era saber como os elétrons se
movimentam ao redor do núcleo?????
A visão moderna da estrutura atômicaA visão moderna da estrutura atômica
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Estrutura Eletrônica dos átomos Estrutura Eletrônica dos átomos 
• Quando os átomos reagem, são os elétrons que
interagem.
• A distribuição dos elétrons em um átomo é chamada de
estrutura eletrônica.
• A estrutura eletrônica de um átomo aplica –se não apenas
ao número de elétrons que um átomo possui, mas suas
distribuições ao redor do núcleo e suas energias.
Estrutura Eletrônica dos átomos Estrutura Eletrônica dos átomos 
• Niels Bohr sugeriu órbitas circulares e
que os elétrons também possuíam
quantidades fixas de energia (energias
quantizadas localizadas em posições
fixas ao redor do núcleo atômico –
órbitas).
• Arnold Sommerfeld sugeriu elípticas
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O átomo de Bohr O átomo de Bohr 
• O modelo de Bohr foi aplicado com sucesso para o átomo
de hidrogênio, mas apresentava problemas para átomos
com dois ou mais elétrons.
• A estrutura dos átomos veio da análise da luz emitida ou
absorvida pelas substâncias.
As ondas eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas 
• A energia cinética da pedra
foi parcialmente transmitida
para a água durante o
choque, causando uma
perturbação que se
propaga pela superfície.
• A essa perturbação
chamamos de onda.
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As ondas eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas 
• Em um movimento ondulatório é possível identificar duas
propriedades principais: comprimento de onda e
frequência.
• O comprimento de onda (λ) corresponde à distância entre
duas cristas (ou vales) consecutivas.
• A frequência (f) equivale ao número de ondas que passam
por determinado ponto em cada unidade de tempo.
As ondas eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas 
• Um tipo muito especial de onda é a radiação
eletromagnética.
• Essas são ondas que constituem várias manifestações,
tais como as ondas de rádio e TV, raios-x e luz vísivel.
• É a energia aumenta à medida que diminui o comprimento
de onda.
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Espectro eletromagnético Espectro eletromagnético 
FrequênciaEnergia
Comprimento de onda
Espectro Contínuo Espectro Contínuo 
• Quando um prisma dispersa a luz de uma lâmpada
incandescente, o espectro constituído de uma faixa
contínua de cores.
• Exemplo: arco íris
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Espectro descontínuo Espectro descontínuo 
• Gases sob pressão em tubo de alta voltagem é aplicada,
os gases emitem diferentes cores de luz. Porém, num
espectro de raias.
O quantum O quantum 
• Max Planck propôs que a energia das radiações não seria
infinitamente divisível, mas sim transmitida em pacotes de
energia, cada um chamado de quantum (plural de
quanta).
• Cada radiação eletromagnética, portanto, teria o seu
quantum específico, o seu pacote mínimo de energia, que
também pode ser denominado fóton.
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Espectro Atômicos Espectro Atômicos 
• Quando os átomos
de um elemento
são ativados, a
emissão de luz é
característica dos
elementos como se
fosse uma
impressão digital.
O átomo de Bohr O átomo de Bohr 
Bohr desenvolveu um modelo atômico partindo dos seguintes
postulados:
• O elétron move-se em órbitas circulares em torno do núcleo do
átomo;
• Ao redor do núcleo, um elétron poderia assumir apenas
determinados valores de energia, que foram denominados
níveis ou camadas de energia.
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O átomo de Bohr O átomo de Bohr 
Bohr desenvolveu um modelo atômico partindo dos seguintes
postulados:
• O elétron, em seu movimento ao redor do núcleo, teria energia
constante, correspondente ao nível de energia que estaria sendo
ocupado;
• Ao receber energia, um elétron poderia
saltar para um nível mais energético, ou
seja, mais afastado do núcleo. Essa
situação, porém, não seria estável e
teríamos um átomo ativado ou
execitado. Ao retornar naturalmente
para sua camada original, o elétron
devolveria a energia recebida sob a
forma de ondas eletromagnéticas – por
exemplo, na forma de luz.
O átomo de Bohr O átomo de Bohr 
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O átomo de Bohr O átomo de Bohr 
• Em outras palavras, cada elemento químico pode ser
identificado por um conjunto de raias (espectro) e isso
pode ser explicado pelo modelo de Bohr.
• Na ativação do átomo, o elétron receberia um número
inteiro de quanta e realizaria um salto (salto quântico).
• Ao retornar para sua energia inicial, o elétron devolveria o
mesmo número de quanta, mas na forma de ondaseletromagnéticas.
• Assim, como o elétron poderia efetuar vários tipos de
retorno, haveria várias emissões de energia, cada uma
correspondendo a uma raia.
O modelo atômico atual O modelo atômico atual 
• O modelo de Bohr considerava o elétron como uma
partícula girando ao redor do núcleo, como uma órbita
circular.
• Em alguns fenômenos o elétron se comportava como um
corpo microscópico e em outros como uma onda, pois era
possível medir sua frequência e seu comprimento de onda.
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Níveis Eletrônicos Níveis Eletrônicos 
• Os elétrons estão distribuídos
em camadas ou níveis ao redor
do núcleo do átomo.
• Admite-se a existência de 7
camadas eletrônicas, designados
pelas letras maiúsculas
• K, L, M, N, O, P, Q ou 1º, 2º, 3º,
4º, 5º, 6º e 7º
• À medida que as camadas se
afastam do núcleo, aumenta a
energia dos elétrons nelas
localizados.
Nível de energia Camada Número máximo de elétrons
1º K 2
2º L 8
3º M 18
4º N 32
5º O 32
6º P 18
7º Q 2 (alguns autores admitem até 8)
Níveis Eletrônicos Níveis Eletrônicos 
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Orbitais Orbitais 
• Princípio da incerteza: Proposto por Heisenberg em 1926,
fala que é impossível calcular a posição e a velocidade de
um elétron, num mesmo instante. (Devido a sua massa que
é muito pequena)
• Principio do Orbital: Estabelecido por Schrodinger em 1926,
fala que existe uma região do espaço atômico onde haveria
maior probabilidade de encontrar o elétron, denominado de
orbital.
Subníveis Eletrônicos Subníveis Eletrônicos 
• Em cada camada ou nível de energia, os elétrons se
distribuem em subcamadas ou subníveis de energia.
• Estes subníveis são representados pelas letras s,p,d,f,
em ordem crescente de energia.
• (Sharp, Principal, Difuse e Fundamental).
• O número máximo de eletrons que cabe em cada
subcamada ou subnível de energia foi determinado
experimentalmente:
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Níveis e Subníveis Eletrônicos Níveis e Subníveis Eletrônicos 
• Em átomos polieletrônicos, entretanto, a repulsão elétron-
elétron faz com que diferentes subníveis estejam em
diferentes níveis de energia.
• Orbitais com mesma energia são degenerados.
Níveis e Subníveis Eletrônicos Níveis e Subníveis Eletrônicos 
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Orbitais s
Representação orbitaisRepresentação orbitais
Orbitais p
Representação orbitaisRepresentação orbitais
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Orbitais d 
Representação orbitaisRepresentação orbitais
Distribuição eletrônica por subníveisDistribuição eletrônica por subníveis
• Linus Pauling (1901-1994), químico austríaco, elaborou um
dispositivo prático que permite colocar todos os subníveis de
energia conhecidos em ordem crescente de energia.
• É o processo das diagonais, denominado diagrama de
Pauling. A ordem crescente de energia dos subníveis é a
ordem na seqüência das diagonais.
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Distribuição eletrônica por subníveisDistribuição eletrônica por subníveis
Distribuição eletrônica por subníveisDistribuição eletrônica por subníveis
• Configuração eletrônica: a maneira na qual os elétrons são
distribuídos entre os vários orbitais de um átomo.
• A configuração eletrônica, ou estado fundamental de um
atomo é aquela na qual os elétrons estão nos estados de
mais baixo possível de energia.
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Distribuição eletrônica por subníveisDistribuição eletrônica por subníveis
• Principio da Exclusão de Pauli: pode haver no máximo
dois elétrons em um único orbital.
• Spin contrários são emparelhados.
Regra de HundRegra de Hund
• Para orbitais degenerados (com mesma energia), a menor
energia será obtida quando o número de elétrons com o
mesmo spin for maximizado.
• Os elétrons ocuparam individualmente os orbitais até a
máxima extensão possível.
• A regra de Hund é baseada em parte no fato de que os
elétrons se repelem, colocados dessa forma minimizam as
repulsões elétron-elétron.
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Regra de HundRegra de Hund