03.1 Números quânticos e distribuição eletrônica folheto

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NÚMEROS QUÂNTICOS
PRINCIPAL, 
SECUNDÁRIO, 
MAGNÉTICO 
E SPIN
NÚMEROS QUÂNTICOS
� Os orbitais atômicos são identificadas por três
números quânticos:
� n – número quântico principal;
� l – número quântico de momento angular, 
secundário ou azimutal;
� ml – número quântico magnético.
� O elétron possui um movimento de rotação que é 
identificado pelo número quântico de spin (ms).
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NÚMEROS QUÂNTICOS
� O número quântico principal (n) indica a energia e o tamanho
da orbital (distância média do elétron ao núcleo).
� Só pode ter valores inteiros: n = 1, n = 2, n = 3…
� Quando o valor de n é maior, a energia e o tamanho
da orbital serão maiores.
� Orbitais com o mesmo valor de n pertencem ao mesmo
nível de energia.
NÚMEROS QUÂNTICOS
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� O número quântico de momento angular - secundário - (l) 
indica a forma da orbital (tipo de orbital).
NÚMEROS QUÂNTICOS
NÚMEROS QUÂNTICOS
� O número quântico magnético (ml) indica a orientação
do orbital no espaço. As orbitais podem estar orientadas
segundo os eixos x, y ou z (ex: px, py ou pz).
� Só pode ter valores inteiros entre – l e + l :
� Se l = 0, então ml = 0;
� Se l = 1, então pode ser ml = -1, ml = 0 ou ml = +1
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� Em cada orbital há no máximo 2 elétrons.
NÚMEROS QUÂNTICOS
� Para cada n há n2 orbitais.
NÚMEROS QUÂNTICOS
� O número quântico de spin (ms) indica o sentido do 
movimento de rotação do elétron (no sentido dos ponteiros 
do relógio ou no sentido contrário) e explica o fato dos 
elétrons se comportarem como pequenos ímas.
� Só pode ter os valores ms = -1/2 ou ms = +1/2
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NÚMEROS QUÂNTICOS – CONSIDERAÇÕES
� Para identificar um orbital são necessários três números 
quânticos (n, l e ml).
� Para identificar um elétron no átomo são necessários
quatro números quânticos (n, l, ml e ms).
� O orbital 3s é identificado por três números quânticos:
� n = 3, l = 0 e ml = 0 ou (3, 0, 0).
� Os elétrons que se podem encontrar num orbital 3s
são identificados por quatro números quânticos:
� n = 3, l = 0, ml = 0 e ms = +1/2 ou (3, 0, 0, +1/2);
� n = 3, l = 0, ml = 0 e ms = -1/2 ou (3, 0, 0, -1/2).
NÚMEROS QUÂNTICOS
� Diagrama de caixas – Representação do orbital com 2 
elétrons:
� A seta para cima representa ms = -1/2 e a seta para baixo 
representa o ms = +1/2 
� Um orbital 3s com dois elétrons representa-se por 3s2.
� Cada orbital só pode ter, no máximo, 2 elétrons.
� Para cada n há n2 orbitais e, no máximo, 2n2 elétrons.
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ORBITAIS
� As orbitais s têm uma forma esférica.
ORBITAIS
� Os orbitais p têm uma forma de dois lóbulos simétricos, 
orientados segundo cada um dos eixos x, y ou z.
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ORBITAIS
� A energia dos orbitais é maior quando n é maior.
� Em átomos mono eletrônicos (só com um elétron),
as orbitais com o mesmo valor de n têm a mesma energia.
ORBITAIS
� Em átomos poli eletrônicos, as orbitais com o mesmo valor
de n e com maior valor de l têm mais energia (ex: E2p > E2s).
� Os orbitais com o mesmo valor de n e de l (ex: 2px, 2py e 2pz) 
têm a mesma energia.
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ORBITAIS
� O tamanho e a energia do mesmo tipo de orbital são 
diferentes quando os átomos são diferentes.
� Por exemplo, a orbital 1s do potássio (19K) é menor e tem
menos energia do que a orbital 1s do sódio (11Na).
Isto acontece porque o núcleo do potássio tem mais prótons
e atrai mais os elétrons (ficam mais perto do núcleo e a sua 
energia é menor).
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Configuração eletrônica – Maneira como os elétrons se 
distribuem nos orbitais.
� Princípio da Energia Mínima – Os elétrons estão distribuídos 
nos orbitais de menor energia, de modo a que a energia do 
átomo seja mínima (o átomo está no estado fundamental
e é mais estável).
� Se os átomos estiverem excitados, têm elétrons que estão em 
níveis de energia superiores, quando podiam estar em 
orbitais com menor energia.
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CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Princípio de Exclusão de Pauli – Numa orbital só podem 
existir, no máximo, dois elétrons com spins opostos
(não pode existir mais do que um elétron com os mesmos 
números quânticos).
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Diagramas de caixas:
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CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Regra de Hund – Nos orbitais com a mesma energia
(ex: 2px, 2py e 2pz ), coloca-se primeiro um elétron em cada 
orbital (elétron desemparelhado), de modo a ficarem com
o mesmo spin, e só depois se completam os orbitais com um 
elétron de spin oposto. 
Friedrich Hund - físico Alemão – (1896/1997)
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Diagrama de Linus Pauling – Diagrama de preenchimento
dos orbitais, que facilita a escrita das configurações eletrônicas 
dos átomos, de acordo com o Princípio da Energia Mínima. 
Obs.: o diagrama coloca os subníveis
em ordem crescente de energia.
Linus Pauling ( 1901-1994) –
Prêmio Nobel de Química em
1956 e Nobel da Paz em 1962.
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CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Diagrama de Linus Pauling – Diagrama de preenchimento
dos orbitais, que facilita a escrita das configurações eletrônicas 
dos átomos, de acordo com o Princípio da Energia Mínima. 
K L M N
20Ca
0 = 2 8 8 2
20Ca
0 =1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Configurações eletrônicas de átomos no estado fundamental 
(os elétrons estão todos nos orbitais de menor energia):
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82Pb (6° período) →→→→ K L M N O P
Grupo 4A →→→→ 2e- 8e- 18e- 32e- 4e-18e-
→→→→ 6s2 6p2
56Ba (6° período) →→→→ K L M N O P
Grupo 2A →→→→ 2e- 8e- 18e- 18e- 2e-8e-
→→→→ 6s2
76Os (6° período) →→→→ K L M N O P
Grupo 8B →→→→ 2e- 8e- 18e- 32e- 2e-14e-
→→→→ 6s2
5s2 5p6 5d6
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA EM ÍONS
26Fe
0 =1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d64s2 3d6
último
+ energético
26Fe
2+ = Errado!!!1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
26Fe
2+ = Certo!!!1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
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CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
� Cerne – Conjunto do núcleo com os elétron mais internos.
� Os elétrons do cerne de um elemento representam-se através
da configuração eletrônica do gás nobre que é anterior a esse
elemento.
� Neste tipo de representação, aparecem apenas os
orbitais de valência (orbitais do último nível que têm mais
energia), com os respectivos elétrons de valência, e as
orbitais d dos elementos de transição.