AULA 1 ESTRUTURA ATOMICA E DISTRIBUIÇÃO ELETRONICA

Prévia do material em texto

Professora: Daniele Drumond Neves
2018/1 1
Graduação em Engenharia
UNIDADE 1 – ESTRUTURA DO ÁTOMO
Química Geral 
EMENTA
Química Geral 2
•Estrutura atômica; 
•Ligação Química; 
•Estruturas de Lewis; 
•Interações Intermoleculares; 
•Funções Inorgânicas e nomenclaturas; 
•Reações Inorgânicas; 
•Estequiometria; 
•Soluções; 
•Ph.
Bibliografia básica 
Química Geral 3
•ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida 
moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001.
•BRADY, J. E.; GERARD, E. H. Química Geral, Vol. 1. Rio de Janeiro: 
LTC, 2014.
•KOTZ, J. C; TREICHEL, P. M. Química Geral e Reações Químicas, 6. 
ed. Vol. 1. São Paulo: Cengage Learning, 2012.
•RUSSEL, J. B. Química Geral. 2. ed. Vol. 1 e 2. São Paulo: Pearson 
Education do Brasil, 1994.
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
Química Geral 4
Trabalho I – 2,0 pontos
Multidisciplinar – 2,0 pontos
Prova I – 6,0 pontos
Trabalho II – 2,0 pontos
Multidisciplinar – 2,0 pontos
Prova II – 6,0 pontos
1º Bimestre
2º Bimestre
A Descoberta do Átomo
Química Geral 5
Século V a.C – Demócrito –
Matéria constituída de pequenas
partículas indivisíveis, os “átomus”.
1808 – Dalton – Em sua teoria
atômica , sugeriu que os átomos
eram: indivisíveis, maciços
(rígidos) e teriam forma
esférica (modelo da bola de bilhar)
Final do século passado – vários
cientistas realizaram diversos
experimentos que demonstraram
que os átomos são constituídos
por partículas menores ainda,
subatômicas
O elétron (e)
Thomson (1856-1940)
- Provou, em 1887, que o átomo não é indivisível.
-Tubos de raios catódicos.
-Com base nesse experimento, Thomson conclui que:
a) Os raios eram partículas menores que os átomos;
b) Os raios apresentam carga elétrica negativa. Essas
partículas foram denominadas elétrons (e).
Descoberta das Partículas 
Subatômicas
Química Geral 6
Cátodo – Eletrodo negativo
Ânodo – Eletrodo positivo
Descoberta das Partículas 
Subatômicas
Química Geral 7
O elétron (e)
Thomson (1856-1940)
Modelo: Pudim de Passas
“O átomo é maciço e constituído por um fluido com
carga elétrica positiva, no qual estão dispersos os
elétrons”.
- Como um todo, o átomo seria eletricamente
neutro.
Descoberta das Partículas 
Subatômicas
Química Geral 10
O próton (p)
-A experiência de Rutherford
Para verificar se os átomos
eram maciços, Rutherford
bombardeou uma finíssima lâmina
de ouro (de aproximadamente
0,0001 cm) com pequenas
partículas de carga elétrica positiva
(partículas alfa, α), emitidas por um
material radioativo.
A massa do próton é aproximadamente 1.836 vezes maior 
que a de um elétron
Descoberta das Partículas 
Subatômicas
Química Geral 11
O próton (p)
-A experiência de Rutherford
Descoberta das Partículas 
Subatômicas
Química Geral 12
O próton (p)
-A experiência de Rutherford
Observações Conclusão
A maior parte das partículas α
atravessavam a lâmina sem sofrer
desvios .
A maior parte do átomo deve ser 
vazio. Nesse espaço (eletrosfera) 
devem ser localizados os elétrons
Poucas partículas α (1 em 20.000)
não atravessam a lâmina e voltavam.
Deve existir no átomo uma pequena 
região onde está concentrada sua 
massa (núcleo).
Algumas partículas α sofriam desvios
de trajetória ao atravessar a lâmina
O núcleo do átomo deve ser positivo, 
o que provoca uma repulsão nas 
partículas α (positivas)
A partir dessas conclusões, Rutherford propôs um 
novo modelo atômico, semelhante ao sistema solar. 
Descoberta das Partículas 
Subatômicas
Química Geral 13
O nêutron (n)
Chadwick (1932)
-Experiência com material radioativo, descobriu os
nêutrons (n).
-Estão localizados no núcleo;
-Apresentam massa próxima à dos prótons;
-Não apresenta carga elétrica.
Não altera a carga do núcleo;
Não altera a quantidade de elétrons.Partícula Carga Relativa
Núcleo Nêutrons/prótons 0/+1
Eletrosfera Elétrons -1
Principais Características do 
átomo - Número Atômico (Z)
Química Geral 14
“É o número que indica a quantidade de prótons existentes no 
núcleo de um átomo”
Z = nº de prótons
Para um átomos eletricamente neutro, o número de prótons (p)
é igual ao número de elétrons (e). Dessa forma conhecendo o
número atômico (Z), sabe-se tanto o número de prótons como o de
elétrons.
Ex.: Ca (Z=20) prótons=20 elétrons=20
Na (Z=11) prótons=11 elétrons=11
Átomo: nº de prótons = nº de elétrons
Quantos prótons e 
quantos elétrons?
Principais Características do 
átomo - Número de Massa (A)
Química Geral 15
“É a soma do número de prótons (p) e do número de nêutrons (n) 
presentes no núcleo de um átomo”
A = p + n
O número de massa é o que determina a massa de um átomo, pois
os elétrons são partículas de massa desprezível.
Ex.: Ca: Z=20 --- p=20 A=p+n ; 40=20+n; n=20
A= 40
Cl: Z=17 --- p=17 A=p+n; 35=11+n; n=18
A=35
A = Z + nOU
Descubra o valor de n
Elemento Químico
Química Geral 16
“É o conjunto formado por átomos de mesmo número atômico 
(Z)”
zX
A
zX
A
p=11
n= A – p
n=12
p=79
n= A – p
n=118
A = p + n
Semelhanças Atômicas
Química Geral 17
Isótopos: São átomos que apresentam o mesmo número
atômico (Z), por pertencerem ao mesmo elemento químico, mas
diferentes números de massa (A).
A diferença no número de massa é produzida pelas diferentes 
quantidades de nêutrons existentes em cada isótopos. 
Espectrômetro de Massa.
Representa
ção
Nº Prótons Nº Elétrons Nº Nêutrons 
(n= A – Z)
Nº Massa
12Mg
24 12 12 12 24
12Mg
25 12 12 13 25
12Mg
26 12 12 14 26
Semelhanças Atômicas
Química Geral 18
Isóbaros: São átomos que apresentam diferentes número
atômicos (Z), mas mesmo número de massa (A).
Isóbaros pertencem, portanto, a elementos químicos diferentes.
20Ca
40
18Ar
40
20p
20e
20n
18p
18e
22n
Semelhanças Atômicas
Química Geral 19
Isótonos: São átomos que apresentam o mesmo número de
nêutrons (n), mas diferentes números atômicos (Z) e de
massa (A).
7N
14
6C
13
7p
7e
7n
6p
6e
7n
Exercício 
Química Geral 20
A palavra átomo é originária do grego e significa indivisível, ou
seja, segundo os filósofos gregos, o átomo seria a menor partícula
da matéria que não poderia ser mais dividida. Atualmente essa
idéia não é mais aceita. A respeito dos átomos, é verdadeiro
afirmar que:
01. não podem ser desintegrados
02. são formados por, pelo menos, três partículas fundamentais
04. possuem partículas positivas denominadas elétrons
08. apresentam duas regiões distintas, o núcleo e a eletrosfera
16. apresentam elétrons, cuja carga elétrica é negativa
32. contêm partículas sem carga elétrica, os nêutrons
01 e 04 falsas!
Os átomos podem ser fragmentados em 
partículas menores
Exercício
Química Geral 21
1) O átomo constituído de 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons
apresenta, respectivamente, número atômico e número de
massa iguais a:
2) O átomo de um elemento X apresenta 23 partículas
nucleares, das quais 12 possuem carga elétrica zero. Com
base nessas informações, pode-se afirmar que esse átomo
possui quantos prótons, nêutrons e elétrons?
Exercício
Química Geral 22
3) Os átomos M e N são isóbaros e apresentam as seguintes
características:
10+xM
5x
11+xN
4x+8
Determine os números atômicos e os números de massa de M e
N.
4) Os elementos X e Y são isótonos. Se o número atômico do
elemento X é igual a 52 e o número de nêutrons do elemento
Y é igual a 76, qual é o número de massa do elemento X?
Os Novos Modelos Atômicos
Química Geral 23
Cientistas – Distribuição dos elétrons na
eletrosfera.
- Niels Bohr trabalhou com Thomson, e posteriormente com
Rutherford.Tendo continuado o trabalho destes dois físicos, aperfeiçoou, em 
1913, o modelo atômico de Rutherford.
Os Novos Modelos Atômicos
Química Geral 24
Modelo de Bohr (1885 – 1962)
Postulados:
1. Os elétrons descrevem órbitas ao redor do
núcleo;
2. Cada uma dessas órbitas tem energia
constante. Os elétrons que estão situados em
órbitas mais afastadas do núcleo
apresentam maior quantidade de energia;
3. Quando um elétron absorve certa quantidade
de energia, salta para um órbita mais
energética. Quando ele retorna à sua órbita
original, libera a mesma quantidade de
energia, na forma de onda eletromagnética
(luz – fóton).
Os Novos Modelos Atômicos
Química Geral 25
Bohr (1885 – 1962)
- As órbitas foram denominadas níveis de
energia;
- São conhecidas sete níveis de energia ou
camadas, denominadas: K, L, M, N, O, P e Q.
Aplicação do Modelo de Börh
Química Geral 26
Os Novos Modelos Atômicos
Química Geral 27
Sommerfield (1916) - Subníveis
-Concluiu que os níveis de energia
(camadas) estariam divididos em
regiões ainda menores, por ele
denominadas subníveis de energia.
-Representados por: s, p, d, f, g, h ...
-O preenchimento da eletrosfera pelos
elétrons em subníveis obedece à
ordem crescente de energia definida
pelo diagrama de Linus Pauling.
Obs: Os subníveis g, h, ... São teóricos. Não são conhecidos átomos 
que apresentam números de elétrons suficiente para ocupar esses 
subníveis
Distribuição eletrônica por 
subníveis
Química Geral 28
Como o número de prótons (Z) é
igual ao número de elétrons,
conhecendo o número atômico,
podermos fazer a distribuição dos
elétrons nos subníveis.
12Mg – 1s
2 2s2 2p6 3s2
21Sc – 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Nível 1
Camada K
Nº e = 2
K=2
Nível 2
Camada L
Nº e = 8
L=8
Nível 3
Camada M
Nº e = 2
M=2
29
1s2
Nível 1 – Camada K
Subnível s
Quantidade de é
Química Geral
Distribuição eletrônica por 
subníveis
Química Geral 31
Camada de Valência
1H - 1s
1
12Mg - 1s
2 2s2 2p6 3s2
21Sc – 1s
2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1
Átomo Camada de valência Nº de elétrons na camada 
de valência
1H 1 (K) 1
12Mg 3(M) 2
21Sc 4(N) 2
Subnível mais 
afastado
Exercício 
Química Geral 32
Distribuir os elétrons do átomo normal de manganês (Z=25).
Solução:
Se Z=25 isto significa que no átomo normal de manganês 
há 25 elétrons. Aplicando o diagrama de Pauling, teremos:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
K - 1s2
L - 2s2 2p6
M - 3s2 3p6 3d5
N - 4s2
Resposta: K=2; L=8; M=13; N=2
Camada de valência
Subnível de maior energia
Exercício 
Química Geral 33
(ACAFE) Considerando-se um elemento M genérico qualquer, que 
apresenta configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5, 
pode-se afirmar que:
I. seu número atômico é 25;
II. possui 7 elétrons na última camada;
III. O subnível mais energético é o 3d5;
IV. Possui 5 elétrons na última camada. 
Estão corretas as afirmações:
a) I, II e III somente
b) I e III somente
c) II e IV somente
d) I e IV somente
e) II, III e IV somente
Resposta: B
Exercício 
Química Geral 34
O número de elétrons em cada subnível do átomo estrôncio (38Sr) em 
ordem crescente de energia é:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 3d10 5s2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4p6 4s2 3d10 5s2
e) 1s2 2s2 2p6 3p6 3s2 4s2 4p6 3d10 5s2
Resposta: A