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Configuração Eletrônica Célia Machado RonconiCélia Machado Ronconi ATKINS, P. & JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente, 3ª ed., Ed. Bookman, 2005. KOTZ, J. C. & TREICHEL Jr., P. Chemistry & Chemical Reactivity, Saunders College Pub., 4ª ed., 1999. O Spin do Elétron ► Samuel Goudsmit e George Uhlenbeck verificaram experimentalmente que ao passar um feixe de átomos de por um campo magnético haviam duas bandas estritas. A interpretação foi que o elétron tem momento magnético de spin que pode adotar duas orientações. ms = ±1/2 De Onde Vem o Magnetismo? Um anel de corrente elétrica gera um campo magnético (região de atração física), representado pelas linhas de fluxo magnético, perpendicular à corrente. Alguns materiais são magnéticos sem uma corrente elétrica macroscópica: imã. Ele tem uma orientação de dipolo identificável como norte-sul. A atração entre dois imãs ocorre se os seus pólos forem orientados de cargas em movimento ocorre se os seus pólos forem orientados de maneira oposta. movimento Paramagnetismo e Diamagnetismo Existem dois tipos de magnetismo: paramagnetismo e o diamagnetismo. ►Compostos paramagnéticos são atraídos por um campo magnético externo devido a presença de um ou mais elétrons desemparelhados que se comportam como pequenos magnetos. Isto ocorre porque os spins dos elétrons têm um campo magnético permanente que se alinha com o campo magnético externo. ►Compostos diamagnéticos não têm elétrons desemparelhados e são levemente repelidos pelo campo magnético. A estrutura eletrônica do composto responde a um campo magnético aplicado gerando um campo oposto. ► O momento magnético (µµµµ) é dado em magnetons de Bohr (B.M.) e está relacionado como o número de elétrons desemparelhados (s): )1s(s00,2 +=µ mss = s = 0 (diamgnético)s = 1 (paramagnético http://justphysik.wordpress.com/ Princípio de Exclusão de Pauli ►Os elétrons com o mesmo spin se repelem fortemente e devem ocupar diferentes regiões no espaço. ►Este princípio diz que se dois elétrons tem o mesmo spin (s = 1), devem ter funções de onda diferentes, ou seja, eles devem ocupar orbitais Wolfgang Ernst Pauli (1900-1958) diferentes, ou seja, eles devem ocupar orbitais diferentes. ►Isto implica que dois elétrons em um átomo não podem ter o conjunto de quatro números quânticos n, l, ml e ms iguais. O segundo elétron deverá ter pelo menos um número quântico diferente. Portanto, seus momentos magnéticos de spin devem ser opostos (ms = +1/2 e -1/2). Energias dos Orbitais 1. A maior parte das energias dos orbitais são determinadas pelos valores de n: 3 > 2 > 1 para o átomo de hidrogênio 2. Para átomos polieletrônicos, os diferentes valores de l não são degenerados: a. Além da atração existe a repulsão entre os elétrons. Cada elétron está blindado pelos demais para a atração do núcleo. b. 2s “está mais penetrado” do que 2p, então tem energia menor. O momento angular do orbital impede a aproximação com o núcleo. O orbital p é mais blindado com relação ao núcleo. penetração A ordem das energias A ordem das energias dos orbitais em uma dada camada é s < p < d < f. A ordem precisa depende do número de elétrons no átomo. Diagrama Mnemônico Configuração Eletrônica do Átomo: Princípio de Aufbau ►Princípio de Aufbau (em alemão significa construção): é usado para determinar a configuração eletrônica do estado fundamental de um elemento com número atômico Z. Ele pode ser resumido como: 1) O preenchimento é feito em ordem crescente de energia. A adição de elétrons é feita a partir do estado de energia mais baixo disponível com relação ao núcleo. 2) Princípio de Exlusão de Pauli: pode haver no máximo 2 elétrons em cada orbital. 3) Regra de Hund: Estabelece que para orbitais degenerados, a menor energia será obtida quando o número de elétrons com o mesmo spin for maximizado. Configuração 1s 2s 2px 2py 2pz H 1s1 ↑ He 1s2 ↑ ↓ Li 1s22s1 ↑ ↓ ↑ Be 1s22s2 ↑ ↓ ↑ ↓ B 1s22s22p1 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ Configuração eletrônica para o primeiro e segundo períodos C 1s22s22p2 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ N 1s22s22p3 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ O 1s22s22p4 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ F 1s22s22p5 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ Ne 1s22s22p6 ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ Elétrons de valênciaElétrons do cerne Elementos de Transição As colunas são chamadas de grupos ou famílias. As linhas são chamadas de períodos. Elementos Representativo ou Grupo Principal Período Grupo Lantanídeos Actnídeos 2s 2p Bloco s Bloco f Bloco d Bloco p Ordem de ocupação dos orbitais 2 14 10 6 2s 3s 4s 5s 6s 7s 4f 5f 3d 4d 5d 6d 2p 3p 4p 5p 6p Comportamentos Anômolos Ti: [Ar]3d24s2 V: [Ar]3d34s2 Cr: [Ar]3d54s1 Cu:[Ar]3d104s1 Após a configuração eletrônica do Ti, à medida que aumenta o número de elétrons, nos orbitais 3d, a energia de ambos os orbitais diminui. No entanto, a energia a energia do 3d cai mais acentuadamente do que 4s. Um orbital d semipreenchido ou completamente preenchido terá energia menor, por isto o elétron encontra-se em orbital 3d em vez de 4s. Hidrogênio: Em qual Grupo Você o Colocaria? Porque? H: 1s1 (semelhante à valência dos metais alcalinos). Por isso é colocado no Grupo 1A. Não apresenta semelhança com os elementos Grupo 1A. H: 1s1 poderia ser colocado no Grupo 17. 1- H: 1s1 apresenta um elétron a menos que os 1- H: 1s apresenta um elétron a menos que os gases nobres 2- Forma espécie diatômica: H2, F2, Cl2, etc. 3- Forma um íon com carga -1 (hidreto): H- O H poderia estar no grupo 14? Porque? 1- Tanto o H como os elementos do Grupo 14 apresentam metade da camada de valência Preenchida. 2- Eletronegatividades 2- Eletronegatividades semelhantes. 3- Usualmente formam ligações covalentes preferencialmente à ligações iônicas.
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