unidade 2 números quânticos

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Prof. Cristian Berto da Silveira
QUÍMICA GERAL 
UNIDADE 2 - NÚMEROS QUÂNTICOS
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PARTÍCULAS ATÔMICAS 
NÚCLEO: Contém Prótons e Nêutrons. 
ELÉTROSFERA: Contém Elétrons.
REVISÃO 
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NÚMERO ATÔMICO E MASSA ATÔMICAS 
ÁTOMO DE HIDROGÊNIO
ÁTOMO DE HÉLIO
ÁTOMO DE SÓDIO
1 Próton
Nenhum Nêutron 
1 Elétron
2 Prótons
2 Nêutrons 
2 Elétrons
11 Prótons
12 Nêutrons 
11 Elétrons
Número Atômico = 1
Número Massa = 1
Número Atômico = 2
Número Massa = 4
Número Atômico = 11
Número Massa = 23
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Número Atômico (Z) = É o número correspondente à carga nuclear, ou seja, o número de prótons existente no núcleo. 
Número Massa (A) = É o número correspondente à soma das quantidades de prótons e de nêutrons existentes no núcleo.
Z = p
Z = Número Atômico.
p = Número de Prótons. 
A = p + n
A = Número de Massa.
p = Número de Prótons.
n = Número de Nêutrons. 
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Exercícios
1. O átomo de magnésio apresenta doze prótons e doze nêutrons. Qual o número atômico e o número de massa deste elemento?
2. Descobrir o número de prótons, de nêutrons e de elétrons do átomo de carbono que apresenta Z = 6 e A = 13. 
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UNIDADE 2 - NÚMEROS QUÂNTICOS
2 - Números Quânticos
As teorias da MECÂNICA QUÂNTICA, definidas por Planck, De Broglie, Schrödinger e Heisemberg, dentre outras, auxiliaram na identificação dos elétrons.
Os NÚMEROS QUANTICOS são os modelos que nos auxiliam na localização 
e identificação da posição do elétron na orbita de um átomo.
1. Números Quânticos Principal (n);
2. Números Quânticos Secundário (l);
3. Números Quânticos Magnético (ml);
4. Números Quânticos Spin (ms);
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1. Números Quânticos Principal (n): É um número inteiro que representa os níveis de energia, desde n = 1, para o primeiro nível; n = 2 para o segundo nível e assim até o infinito.
Como nos átomos conhecidos número máximo de camada é igual a 7, o NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL VARIA DE 1 A 7.
1 2 3 4 5 6 7
O NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL foi deduzido independentemente por Bohr e Schrödinger, pela fórmula:
E = energia de uma camada;
m = massa de um elétron;
e = carga de um elétron;
Z = número atômico;
h = constante de Planck;
n número quântico principal;
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O cientista Sueco Johannes Robert Rydberg definiu o número máximo de elétrons nas camada. 
Número máximo de elétrons nas camadas = 2n2 
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Exercícios
3. Qual o número máximo de elétrons nas camadas atômicas K, M, O e Q?
4. Se o número quântico principal de um elétron for igual a 6 ele estará localizado em que camada? 
2. Números Quânticos Secundário (l): Também conhecido como número quântico de momento angular do orbital. Caracteriza a uma subdivisão de energia dentro de cada camada, revelando, desta maneira a existência do Subnível de Energia.
l = 0; 1; 2; ...; n - 1
l = 0; l = 1; l = 2; l = 3;
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Cada subnível pode representar um ou mais orbitais, sendo que, O NÚMERO MÁXIMO DE ORBITAIS É CALCULADO PELA EXPRESSÃO:
2l + 1
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O NÚMERO MÁXIMO DE ELÉTRONS NO SUBNÍVEL É CALCULADO PELA EXPRESSÃO:
2.(2l + 1)
O NÚMERO MÁXIMO DE ELÁTRONS NAS CAMADAS 32
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Exercícios
5. Determine em que camada se localiza o elétron que apresenta: 
a) n = 2;
b) n = 4; 
c) n = 6;
d) n = 7;
6. Indique a camada e o subnível em que se localiza o elétron que apresenta os seguintes números quânticos:
a) n = 2; l = 1;
b) n = 4; l = 0;
c) n = 6; l = 3;
d) n = 3; l = 2;
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7. Quantos elétrons podem apresentar nas camadas abaixo: 
a) n = 2;
b) n = 4; 
c) n = 6;
d) n = 7;
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3. Números Quânticos Magnético (ml): Caracteriza o orbital em que existe a probabilidade de se encontrar o elétrons. O número quântico magnético assume valores positivos e negativos.
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Exercícios
8. Os três números quânticos de um elétron em um determinado estado são: n = 4; l = 2; ml = -1. Em que tipo de orbital este elétrons está localizado?
9. Localizar o elétron representado pelos números quânticos n = 5; l = 2; ml = 1 e ms = 1/2. 
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10. Indicar os números quânticos do elétron situado na camada L, subnível p e orbital central.
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Sequência de Energia dos Subnívies. 
Linus Pauling (1901 a 1994): Químico norte americano desenvolveu a metodologia prática que fornece a ordem crescente de energia dos subníveis. 
Tem maior energia o elétron que apresenta a maior soma dos números quânticos principal e secundário ( n + l). 
Exemplo1: Entre os subníveis 5d e 6s qual o de maior energia?
5d - n = 5; l = 2. n + l = 7.
6s - n = 6; l = 0. n + l = 6.
5d é o de maior energia.
Exemplo2: Entre os subníveis 4p e 5s qual o de maior energia?
4p - n = 4; l = 1. n + l = 5.
5s - n = 5; l = 0. n + l = 5.
5s é o de maior energia, pois apresenta maior número quântico principal.
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1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6, 7s2...
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Regra de Hund: Princípio da Máxima Multiplicidade. 
A distribuição dos elétrons é feita em duas etapas:
1. Coloca-se inicialmente um elétron em cada orbital, este deve apresentar spins paralelos; 
2. Após cada orbital, do mesmo subnível, apresentar um elétron inicia-se o emparelhamento dos demais. 
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11. Fazer a distribuição eletrônica para os átomos abaixo. Identificar o última camada, e o subnível mais energético.
a) Na (Z=11); b) Mn (Z=25); c) Co (Z=27).
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IMPORTANTE: OS ELÉTRONS MAIS EXTERNOS SÃO USADOS NA FORMAÇÃO DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS. A TEORIA QUE DEFINE ESTAS LIGAÇÕES É CONHECIDA COMO TEORIA DA LIGAÇÃO PELA VALÊNCIA. 
11. Fazer a distribuição eletrônica para os átomos dos gases nobres, dos metais alcalinos, alcalinos terrosos e halogênios.
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GEOMETRIA DOS ORBITAIS 
É a região do espaço onde existe a máxima probabilidade de se encontrar um elétron. 
Ψv = [2/L]1/2 . sen [n πk/L]
Ψv = Função de Onda;
L = Comprimento;
n = número quântico;
Schrödinger 1927
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1s
2s
3s
ORBITAL ATÔMICO S
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Probabilidade de se encontrar o elétron = 2
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O orbital “p” existe a partir da secunda camada (n = 2, 3, ...)
ORBITAL ATÔMICO P
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ORBITAL ATÔMICO D
O orbital “p” existe a partir da terceira camada (n = 3, 4, 5...)
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Do not appear until the 4th shell and higher
ORBITAL ATÔMICO F
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