Aula 2 - Distribuição eletrônica e Valência

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Distribuição Eletrônica e Valência
Professor: Manoel Jeffreys
Disciplina: Química Geral
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
CAMPUS MANAUS
Número quântico principal (n)
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Indica o nível de energia ou camada em que o elétron se encontra.
Orbitais atômicos
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Schrödinger propôs uma equação que contém os termos onda e partícula.
A resolução da equação leva às funções de onda. 
A função de onda fornece o contorno do orbital eletrônico.
O quadrado da função de onda fornece a probabilidade de se encontrar o elétron, isto é, dá a densidade eletrônica para o átomo.
1887 - 1961
Números quânticos
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Se resolvermos a equação de Schrödinger, teremos as funções de onda e as energias para as funções de onda.
Chamamos as funções de onda de orbitais.
A equação de Schrödinger necessita de três números quânticos:
Número quântico principal, n. Este é o mesmo n de Bohr. À medida que n aumenta, o orbital torna-se maior e o elétron passa mais tempo mais distante do núcleo. 
Números quânticos
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2. O número quântico azimuthal, l. Este especifica a subcamada e, assim, a forma do orbital. 
Números quânticos
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3. O número quântico magnético, ml. Esse número quântico depende de l. O número quântico magnético tem valores inteiros entre -l e +l. Fornecem a orientação do orbital no espaço.
Orbitais s
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Todos os orbitais s são esféricos.
À medida que n aumenta, os orbitais s ficam maiores.
À medida que n aumenta, aumenta o número de nós.
Um nó é uma região no espaço onde a probabilidade de se encontrar um elétron é zero.
Para um orbital s, o número de nós é n-1.
Orbitais s
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Orbitais p
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Existem três orbitais p, px, py, e pz. 
Os três orbitais p localizam-se ao longo dos eixos x-, y- e z- de um sistema cartesiano. 
As letras correspondem aos valores permitidos de ml, -1, 0, e +1.
Os orbitais têm a forma de halteres. 
À medida que n aumenta, os orbitais p ficam maiores.
Todos os orbitais p têm um nó no núcleo. 
Orbitais p
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Orbitais d e f
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Existem cinco orbitais d e sete orbitais f. 
Três dos orbitais d encontram-se em um plano bissecante aos eixos x-, y- e z.
Dois dos orbitais d se encontram em um plano alinhado ao longo dos eixos x-, y- e z.
Quatro dos orbitais d têm quatro lóbulos cada.
Um orbital d tem dois lóbulos e um anel.
Orbitais d 
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Orbitais e números quânticos
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 Orbitais de mesma energia são conhecidos como degenerados.
Para n  2, os orbitais s e p não são mais degenerados porque os elétrons interagem entre si.
Spin eletrônico e o princípio 
da exclusão de Pauli
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Já que o spin eletrônico é quantizado, definimos ms = número quântico de rotação = ± ½.
O princípio da exclusão de Pauli: dois elétrons não podem ter a mesma série de 4 números quânticos. Portanto, dois elétrons no mesmo orbital devem ter spins opostos.
Estudos de RMN de 1H
15
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Estudos de RMN de 13c
Exemplo
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a) Qual o símbolo da subcamada com l =1? (b) Quantos orbitais estão nesta subcamada? (c) Dê o valor de ml de cada orbital.
2. Dê os valores de n, l e ml para
	a) cada orbital na subcamada 2p.
	b) cada orbital na subcamada 5d.
	c) cada orbital na subcamada 1s 
	d) cada orbital na subcamada 4f
	e) cada orbital na subcamada 3d
Diagrama de Linus Pauling
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Demonstra a ordem de preenchimento dos orbitais por ordem de energia.
s
p
d
f
Subníveis
2
6
10
14
Max. de e-
3p1
Indica o nível
Indica o subnível
Indica o 
Numero de eletrons
Exemplos
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 01) 35Br80
1s2
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p5
K
L
M
N
35 elétrons
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p5
K 2
L 8
M18
N 7
Camada de valência
02) 28Ni 
28 elétrons
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d8
K 2
L 8
M16
N 2
Camada de valência
Íon
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Íon: é um átomo que GANHOU ou PERDEU Elétrons.
Quando ganha eletrons: Íon negativo, denominado ÂNION :
35Br + 1 e
35Br-1
Carga -
Ganha elétron
Ânion
Quando perde eletrons: Íon positivo, denominado CÁTION:
13Al - 3e
13Al+3
Cátion
Carga +
Perda elétron
Exemplos
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03) 12Mg2+ 
10 elétrons
1s2
2s2
2p6
K 2
L 8
04) 16S2- 
18 elétrons
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p5
K
L
M
N
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
K 2
L 8
M 8
Camada de valência
Os elétrons das camadas internas são os elétrons do cerne.
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Regra de Rundi
 As configurações eletrônicas nos dizem em quais orbitais os elétrons de um elemento estão localizados.
 Três regras:
- Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de n.
- Dois elétrons com o mesmo spin não podem ocupar o mesmo orbital (princípio da exclusão Pauli).
- Para os orbitais degenerados, os elétrons preenchem cada orbital isoladamente antes de qualquer orbital receber um segundo elétron (regra de Hund).
Diagrama de orbitais
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Exercícios 
Escreva a configuração eletrônica do fósforo e responda quantos elétrons desemparelhados ele possui. 
Escreva a configuração eletrônica do cloro e responda quantos elétrons desemparelhados ele possui.
Escreva a configuração eletrônica do Potássio e responda quantos elétrons desemparelhados ele possui, qual o valor de n, l, ml e ms .
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Configurações eletrônicas condensadas
O neônio tem o subnível 2p completo.
O sódio marca o início de um novo período.
Logo, escrevemos a configuração eletrônica condensada para o sódio como 
			Na: [Ne] 3s1
[Ne] representa a configuração eletrônica do neônio.
Elétrons mais internos: os elétrons no [Gás Nobre].
Elétrons de valência: os elétrons fora do [Gás Nobre].
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Configurações eletrônicas condensadas
Exemplos: Faça a configuração eletrônica condensada para os
elementos abaixo.
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5B = 1s2 2s2 2p1
11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1
6C = 1s2 2s2 2p2
Configurações eletrônicas e tabela periódica
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Atividades
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1. Usando somente a tabela periódica, dê as configurações eletrônicas nos estados fundamentais usando a notação espectroscópica.
(a) C (Z = 6)
(b) P (Z = 15)
(c) Cr (Z = 24)
(d) As (Z = 33)
(e) Sr (Z = 38)
(f) Cu (Z = 29).
Atividades
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2. Usando somente a tabela periódica, dê as configurações eletrônicas dos íons.
(a) Al3+
(b) Ca2+
(c) Rb+
(d) O2-
(e) Br-
(f) Ti2+
(g) Mn3+
Atividades
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3) Usando somente a tabela periódica, dê o símbolo do átomo, no estado fundamental, que tem a seguinte configuração na camada de valência:
(a) 3s2
(b) 2s22pI
(c) 4s24p3
(d) 5s25p4
(e) 6s26p6