1 Estrutura atômica e ligação interatômica

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1. Estrutura atômica e ligação interatômica
Prof° Fernando Montanare Barbosa
email: montanare@gmail.com
1.1 Conceitos fundamentais
 É PROIBIDO O USO DE CELULAR EM SALA DE AULA!! ( a não ser que autorizado pelo professor em trabalhos, pesquisas, etc) – sujeito a falta
 Aluno que atrapalhar a aula com conversa, brincadeiras, etc será retirado da sala de aula (e levará falta)
 CONCEITOS FUNDAMENTAIS
 prótons e elétons: carga 1,6 x 10^-19 C
 prótons e nêutrons: 1,67 x 10^-27 kg
 Elétron: 9,11 x 10^-31 kg
 número atômico: número de prótons no núcleo
 átomo eletricamente neutro: número de prótons = número de elétrons
 massa = soma da massa dos prótons e nêutrons
Isótopos: mesmo átomo possui massa diferente (número de nêutrons diferente)
 peso atômico: média dos isótopos
1.1 Conceitos fundamentais
 EVOLUÇÃO
 DALTON (1805) – Lei de Proust
 i) a matéria é constituída de pequenas partículas chamadas átomos;
ii) o átomo é indivisível e sua massa e seu tamanho são característicos para
cada elemento químico;
iii) os compostos são formados de átomos de diferentes elementos químicos.
Para Dalton, o átomo era esférico, maciço, indivisível, homogêneo e sua
massa e seu volume variavam de um elemento químico para outro.
1.1 Conceitos fundamentais
 EVOLUÇÃO
 THOMSON (1897) 
 partículas positivas: prótons
 partículas negativas: elétrons
o átomo era uma esfera de eletricidade positiva e no seu
interior estavam distribuídos os elétrons de carga negativa como as “passas
dentro de um bolo”
1.1 Conceitos fundamentais
 EVOLUÇÃO
 RUTHERFORD (1911) 
a massa e a
carga elétrica positiva do átomo estava concentrada em uma região central
muito pequena (núcleo), e os elétrons girariam em torno do núcleo, atraídos
eletricamente e formando a eletrosfera do átomo, à semelhança do nosso
sistema planetário.
1.1 Conceitos fundamentais
 MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr
Os elétrons orbitam ao redor do núcleo em orbitais distintos. As energias dos elétrons são quantizadas
"O oposto de uma afirmação correta é uma afirmação falsa. Mas, o oposto de uma verdade profunda pode muito bem ser outra verdade profunda."
1.1 Conceitos fundamentais
 MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr
 Primeiro postulado
 os elétrons de um átomo somente podem mover-se em determinadas órbitas circulares ao redor do núcleo sem absorverem nem emitirem energia
K (2), L(8), M(18), N(32), O(32), P(18), Q(8) - relaciona a distância de 1 e- do núcleo (n)
s, p, d, f – subcamada (l) – forma da subcamada eletrônica
s – 1; p – 3; d – 5; f – 7 estados energéticos (ml)
+1/2 ou -1/2 momento de spin (ms)
1.1 Conceitos fundamentais
 MODELOS ATÔMICOS
Modelo de Bohr
 segundo postulado
 em circunstâncias apropriadas, o elétron pode passar de um nível para outro
1.1 Conceitos fundamentais
 MODELOS ATÔMICOS
Modelo ondulatório
PROBABILIDADE
1.1 Conceitos fundamentais
 TABELA PERIÓDICA
1.1 Conceitos fundamentais
VIA e VIIA: falta 1 e 2 elétrons para ficar estável
VIIA: halogênios
IA: alcalinos IIA: alcalinos terrosos 1 e 2 elétrons além da estrutura estável
 TABELA PERIÓDICA - ELETRONEGATIVIDADE
1.1 Conceitos fundamentais
Metais: eletropositivos (cedem elétrons) lado esquerdo da tabela
Eletronegativos (aceitam elétrons ou compartilham) lado direito
 FORÇAS E ENERGIAS DE LIGAÇÃO
1.1 Conceitos fundamentais
FL = FA + FR
	FL: força líquida
	FR: força repulsiva
	FA: força atrativa
FA = -k/a^2
	a: distância entre os centro dos íons
	k = k0(Z1q)(Z2q)
		Z: valência
		q = 1,6 x 10^-19 C
		k0 = 9 x 10^9 V.m/C
FR = λe^-a/p
	λ e p: constantes experimentais
Distância de equilíbrio : FA + FR = 0
 FORÇAS E ENERGIAS DE LIGAÇÃO
1.1 Conceitos fundamentais
E = ƪ FL dr
EL = EA + ER
Distância de equilíbrio : FA + FR = 0
E0: energia de ligação: energia necessária para separar os 2 átomos até uma distância de separação infinita
E0 alto: altos pontos de fusão; substâncias sólidas à temperatura ambiente; baixo coeficiente de expansão térmica
LIGAÇÕES ATÔMICAS PRIMÁRIAS
 Ligação iônica
INTRODUÇÃO
 Entre metais (doador de elétrons) e não metais (receptor)
 Adquirem configurações estáveis (se tornam íons)
 Força de Coulomb: entre os íons
	EA = -A/r (energia atrativa)
	ER = B/r^n (energia repulsiva)
A, B e n: constantes (n aproximadamente 8)
Não direcional (íons positivos tem vizinhos negativos)
LIGAÇÕES ATÔMICAS PRIMÁRIAS
 Ligação iônica
% iônico = {1 –exp[-(0,25)(xA – xb)^2] }x 100
 Materiais cerâmicos
 Duros e quebradiços
 Energias altas
 Isolante térmico e elétrico
INTRODUÇÃO
LIGAÇÕES ATÔMICAS PRIMÁRIAS
 Ligações covalentes
 Compartilhamento de elétrons
 Pode ser forte (diamante) ou fraca (grafite)
 Direcional
 Átomos não apresentam grande diferença de eletronegatividade
 materiais poliméricos
INTRODUÇÃO
LIGAÇÕES ATÔMICAS PRIMÁRIAS
 Ligações covalentes
INTRODUÇÃO
LIGAÇÕES ATÔMICAS PRIMÁRIAS
 Ligações metálicas
 Metais e ligas
Bons condutores de calor e eletricidade
Núvem de elétrons
 não direcional
 ligação fraca (mercúrio) ou forte (tungstênio)
INTRODUÇÃO
Núcleo de íons
LIGAÇÕES ATÔMICAS SECUNDÁRIAS ou de Van der Waals
INTRODUÇÃO
Ligações fracas
 Ligações de dipolo induzido flutuantes
 Vibrações: distorções instantâneas
 São as mais fracas
INTRODUÇÃO
LIGAÇÕES ATÔMICAS SECUNDÁRIAS ou de Van der Waals
 Ligação entre moléculas polares e dipolos induzidos
 A moléculas já apresenta um dipolo induzido
 Este dipolo induzido se liga a uma molécula apolar
 Ligações dipolo permanentes
 Entre duas moléculas apolares
 Mais forte que as demais (secundárias)
 Pontes de hidrogênio
INTRODUÇÃO
 Características das ligações
Problema 01 Calcule o caráter iônico de cada ligação
TiO; ZnTe
INTRODUÇÃO