Aula 2 Estrutura atômica

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Centro Federal de Educação Tecnológica
Celso Suckow da Fonseca
Unidade de Ensino Descentralizada de Angra dos Reis/RJ
Estrutura atômica
Parte 2
ProfProfProfProf: Dr. Leandro Alves Pereira: Dr. Leandro Alves Pereira: Dr. Leandro Alves Pereira: Dr. Leandro Alves Pereira
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Número atômico e de massa
Um elemento químico é então caraterizado por um símbolo, um 
número de massa (A) e um número atômico (Z) 
Soma do número 
de prótons e 
nêutrons 
Número de 
prótons 
Símbolo do 
elemento
O número de massa (A) é igual a soma do número de prótons (p) 
e nêutrons (n)
A = p + n 
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Número atômico e de massa
Em um átomo neutro o número de prótons é igual ao número de 
elétrons (e-) 
Z = p = e-
O número atômico (Z) é igual ao número de prótons (p) 
Z = p 
Átomos com mesmo número atômico pertencem a um mesmo
elemento químico 
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Cátions e ânions 
O cátion, um íon positivo, é formado quando um átomo perde
elétrons. Ex: Fe3+
O ânion, um íon negativo, é formado quando um átomo ganha
elétrons. Ex: S2-
Espécies isoeletrônicas são aquelas que possuem mesmo número
de elétrons.
p > e-
e- > p 
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Relembrando o que aprendemos 
Exercício 1: Determine o número de massa, o número atômico, o
número de nêutrons e o número de elétrons para as espécies a
seguir. Quais delas são isoeletrônicas?
Exercício 2: O MgSO4 é um poderoso laxante conhecido como sal
amargo ou sal de Epson. Determine o número de elétrons
presentes nas duas espécies iônicas formadas quando o sal é
solubilizado na água.
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Semelhanças químicas
Isótopos são átomos com mesmo número de prótons
Isóbaros são átomos com mesmo número de massa
Isótonos são átomos com mesmo número de nêutrons
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Semelhanças químicas
Os isótopos do hidrogênio são tão importantes que têm nomes e
símbolos especiais.
Prótio ou 
hidrogênio 
Deutério 
ou 
Hidrogênio 
pesado 
Trítio 
(radioativo) 
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Número de massa X massa atômica
Nas tabelas periódicas os
elementos são organizados em
ordem crescente de número
atômico. A massa atômica é
indicada na posição inferior
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Número de massa X massa atômica
A massa de um átomo é conhecida como massa atômica, sendo
abreviada pela letra u. 1 u corresponde a 1/12 da massa do 12C e
equivale a 1,661 x 10-24 g.
As massas atômicas apresentadas na tabela periódica são
médias ponderadas das massas dos diferentes isótopos dos
elementos
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Número de massa X massa atômica
Exemplo: O boro apresenta dois isópotos na natureza, o 10B com
massa atômica de 10,0129 u e abundância de 19,91 % e o 11B
com massa atômica de 11,0093 u e abundância de 80,09 %.
Determine a massa atômica média do átomo de boro.
Massa atômica = 
Massa atômica = 10,81091676 u
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Número de massa X massa atômica
Exercício 3: O bromo (usado para fazer o brometo de prata, um
importante componente dos filmes fotográficos) tem dois
isótopos naturais, um deles tem uma massa de 78,918338 u e
uma abundância de 50,69 %. O outro isótopo, de massa
80,916291 u, tem uma abundância de 49,31 %. Calcule a massa
atômica do bromo.
Exercício 4: Sabendo que 1 u equivale a 1,661 x 10-24 g calcule a
massa em gramas de um átomo de bromo.
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Número de massa X massa atômica
Observe que para encontrarmos o número de massa (A) basta
arrendondarmos a massa atômica para o número inteiro mais
próximo.
Exemplo: Determine a massa atômica aproximada do átomo de
sódio, sabendo que este contem 11 prótons e 12 nêutrons em
seu núcleo. Dado: massa do próton 1,007276 u, massa do
nêutron 1,008665 u.
prótons = 11 x 1,007276 u
nêutrons = 12 x 1,008665 u
massa total = 23,184016 u
Equivale 
aprox. a soma 
de prótons e 
nêutrons 
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O mol
A palavra mol significa “pilha muito grande”, sendo usada na
química para se referir a números muito grandes.
12 g de 12C Dividir por 
1,9926 x 10-23 g
(massa atômica do C)
6,0221 x 1023
Número 
de 
Avogrado
Um mol de qualquer espécie tem sempre 6,0221 x 1023
unidades desta espécie ! 
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O mol
Um mol de qualquer elemento equivale a massa atômica do 
elemento expressa em gramas! 
12 g de 12C 6,0221 x 1023
átomos de 12C
1 mol de 12C
equivalem a equivalem a
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O mol
Exercício 5:
A) Determine a massa de um mol de Fe4[Fe(CN)6]3.
B) Qual massa de Fe4[Fe(CN)6]3 existe em 1,75 mols desta
espécie?
C) Qual massa de ferro existe em 1,75 mols desta espécie?
D) Quantos mols de C existem em 625 g desta espécie?
Dado:
Fe: 55,84 u
C: 12,01 u
N: 14,01 u
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Os estados energéticos dos elétrons
Recaptulando... 
De acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg é
impossível conhecer simultaneamente e com certeza a
posição e o momento (produto da massa vezes a velocidade)
de uma pequena partícula, tal como um elétron.
Devido ao Princípio da Incerteza de Heisenberg a posição dos
elétrons nos átomos é determinada pelo conteúdo energético
dos mesmos, sendo expressa pelo conjunto de 4 números
quânticos.
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Os números quânticos
Já vimos que os elétrons estão dispostos em camadas ao redor
do núcleo de um átomo.
Quanto mais afastado o elétron estiver do núcleo maior será sua
energia. Assim, cada camada possui um nível energético distinto.
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Os números quânticos
O número quântico principal (n) determina em qual camada o
elétron está presente.
Camada Número quântico 
principal (n)
Representação
1 1 K
2 2 L
3 3 M
4 4 N
5 5 O
6 6 P
7 7 Q
Observe que o número da camada é igual ao valor de n! 
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Os números quânticos
Cada camada apresenta subcamadas que são designadas pelas
letras s, p, d e f e contêm 1, 3, 5 e 7 orbitais, respectivamente.
É a região de maior
probabilidade de encontrar
o elétron
Desta forma, o número quântico secundário (l) especifica em
qual subcamada o elétron está presente.
Subcamada Número quântico 
secundário (l)
s 0
P 1
d 2
f 3
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Os números quânticos
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Os números quânticos
Cada orbital comporta, no máximo, dois elétrons. Assim, existe
uma população máxima de elétrons em cada subcamada.
Subcamada Número 
de 
orbitais
Quantidade
máxima de 
elétrons
Representação
s 1 1 x 2 = 2
P 3 3 x 2 = 6
d 5 5 x 2 = 10
f 7 7 x 2 = 14
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Os números quânticos
Os elétrons em um orbital sempre devem apresentar spins
contrários (Princípio da exclusão de Pauling).
↑ representa o spin negativo
↓ representa o spin positivo 
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Os números quânticos
Exercício 6: Faça as seguintes distribuições dos elétrons nos
orbitais como se pede.
a) 3 elétrons no orbital d
b) 5 elétrons no orbital p
c) 14 elétrons no orbital f
Exercício 7: Diga quantos elétrons estão desemparelhados para
cada item do exercício anterior.
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O diagrama de Pauling
O diagrama de Pauling é simplesmente uma forma de organizar os 
elétrons em ordem crescente de sua energia 
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O diagrama de Pauling
Exercício 8: Utilizando o diagrama de Pauling faça a distribuição
eletrônica das seguintes espécies.
a)
b)
c)
Exercício 9: Indique quantos elétrons estão presentes em cada
camada para as espécies do exercício anterior.