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UNIVERSIDADE PAULISTA UNIP Instituto de Saúde – Ciências Biológicas Aula 2 – Distribuição eletrônica Prof.ª Drª Flávia Letícia Silva Freitas 2° semestre de 2020 • Os elétrons dos átomos se distribuem em camadas (níveis de energia ao redor do núcleo). Essas camadas são representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. • Os elétrons de um átomo apresentam diferentes quantidades de energia e sua distribuição pelas camadas depende dessa quantidade de energia. • Em cada camada (nível de energia) existe um número máximo de elétrons determinados experimentalmente. Distribuição Eletrônica n = número quântico principal = indica o número de camadas eletrônicas Níveis de energia Núcleo do átomo, localizam-se os prótons e os nêutrons. Orbitais em que se distribuem os elétrons Camada Nível de energia (n) Nº máximo de elétrons K n = 1 2 L n = 2 8 M n = 3 18 N n = 4 32 O n = 5 32 P n = 6 18 Q n = 7 2 • Em cada nível de energia, os elétrons se distribuem em subníveis (subcamadas) que são representados pelas letras s, p, d, f. O número máximo de elétrons existentes em cada subnível é respectivamente igual a 2, 6, 10 e 14. • O número de subníveis existentes em cada nível depende do número de elétrons existentes no nível. Assim, no nível 1 (n=1), camada K, existem 2 elétrons. Logo, nesse nível só existe o subnível s, e sua representação é 1s. • Já no segundo nível (n=2) são permitidos 8 elétrons. Logo, nesse nível existem o subnível s (2 elétrons) e o subnível p (6 elétrons), e suas representações são 2s e 2p. • Seguindo esta mesma linha de raciocínio, podem-se relacionar as demais camadas (níveis) com os subníveis. Subníveis de energia Subníveis em cada camada eletrônica Camada Nível de energia Nº de elétrons Subníveis conhecidos K 1 2 1s L 2 8 2s 2p M 3 18 3s 3p 3d N 4 32 4s 4p 4d 4f O 5 32 5s 5p 5d 5f P 6 18 6s 6p 6d Q 7 2 7s 7p Ordem crescente de energia de energia dos subníveis (sequência da distribuição de Linus Pauling) Linus Pauling elaborou um diagrama ordenando os subníveis em ordem crescente de energia, o que permite fazer a distribuição eletrônica para os átomos. Construir em um papel quadriculado um triângulo de base a igual a sete unidades e de altura de quatro níveis (os espaços devem ser iguais). Cada linha representa os níveis eletrônicos, 7 camadas eletrônicas, e os espaços verticais representam os subníveis. Preencher cada espaço (nas linhas horizontais) com os orbitais presentes em cada nível eletrônico. Como construir o diagrama de Linus Pauling Passar uma linha diagonal fora do triângulo igual ao seu último lado. Passar outras linhas diagonais e paralelas a partir do último lado do triângulo . Percorrer as linhas diagonais a partir da primeira camada K (subnível s), considerando nas demais camadas o preenchimento com máximo número de elétrons em cada orbital. Deve-se seguir o sentido das setas (Figura B). Cada elemento possui um número de elétrons e portanto, diferentes configurações eletrônicas. Início do preenchimento Figura A Fonte: http://www.professoralekos.com/2014/08/resumo- completo-distribuicao-eletronica.html Figura B Distribuição eletrônica utilizando o diagrama de Pauling Exemplos: 5 B 1s 2 2s2 2p1 (Elemento B = Boro, possui Número atômico = 5, que corresponde a 5 prótons e 5 elétrons) 12 Mg 1s 2 2s2 2p6 3s2 (Elemento Mg = Magnésio, possui Número atômico = 12, que corresponde a 12 prótons e 12 elétrons) A distribuição eletrônica pelo diagrama de Pauling também indica o número de elétrons presentes em cada nível (camada). 17 Cl 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p5 nível 1 nível 2 nível 3 camada K camada L camada M K= 2 elétrons L= 8 elétrons M = 7 elétrons 57 La Lantânio : [Xe] 4f¹ 6s² 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 3d10 4s² 4p6 4d10 4f¹ 5s² 5p6 6s² 2 8 18 19 8 2 https://pt.wikipedia.org/wiki/Lant%C3%A2nio Vamos agora considerar a distribuição eletrônica do escândio (Sc Z=21). 21 Sc 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 Note que o subnível 4s2 aparece antes do 3d1 , de acordo com a ordem crescente de energia. No entanto, esta distribuição pode ser feita ordenando-se os subníveis existentes por nível. Assim, temos: 21 Sc 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 K= 2 L=8 M=9 N=2 A distribuição eletrônica deste elemento pode ser expressa por níveis K= 2; L=8; M=9; N=2 e a quantidade de elétrons por níveis de um elemento compreendem a soma dos elétrons presentes nos subníveis de cada camada. Observem que para este elemento, o Sc, a última camada eletrônica possui 2 elétrons e está camada corresponde a camada N, presente no 4º nível de energia. Observamos que a distribuição eletrônica de um elemento químico pode ser feita em ordem energética ou em ordem geométrica. • Ordem energética = obtida a partir da distribuição de Linus Pauling • Ordem geométrica = organizada a partir dos subníveis e camadas eletrônicas. Dizemos que a última camada eletrônica (nível) de um elemento corresponde à camada de valência. Portanto, para os exemplos anteriores: o B (Boro) possui 3 elétrons na camada de valência, ou seja 2ª camada ou camada L, o Mg (Magnésio) possui 2 elétrons na camada de valência, ou seja, 3ª camada ou camada M e o Cl (Cloro) possui 7 elétrons na camada de valência, que é a 3ª camada ou camada M. Camada de valência Elemento Sódio Camada de valência = 1 elétron Exemplo: Elemento (Vanádio = Z = 23) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 Distribuição eletrônica por ordem energética 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2 Distribuição eletrônica por ordem geométrica K = 2, L = 8, M = 11, N = 2 Camadas eletrônicas Subnível de maior energia = 3d3 Último subnível preenchido Subnível mais externo = 4s2 CAMADA DE VALÊNCIA Distribuição eletrônica nos íons Os íons se formam quando um átomo “perde” ou “ganha” elétrons, e isso ocorre inicialmente com os elétrons da camada de valência, ou seja, a última camada, camada mais externa. Perde 1e- Elétrons da camada de valência •Cátions (íons positivos) Quando um átomo “perde” elétrons, irá originar um cátion. Vejamos um exemplo: Átomo de Sódio (Na) Cátion de Sódio (Na+) 11 Na 1s 2 2s2 2p6 3s1 11 Na + 1s2 2s2 2p6 Os elétrons perdidos estão situados na camada de valência, no exemplo acima se perdeu 1 elétron. •Ânions (íons negativos) Quando um átomo “ganha” elétrons, irá originar um ânion. Vejamos um exemplo: Átomo de Oxigênio (O) Ânion de Oxigênio (O2-) 8 O 1s 2 2s2 2p4 8 O 2- 1s2 2s2 2p6 Os dois elétrons recebidos se acomodam no subnível incompleto da camada de valência. camada de valência 2º nível , camada L camada de valência 2º nível , camada L Ganha 2e- • Efetuar a distribuição eletrônica nos elementos ferro (Z = 26) • Efetuar a distribuição eletrônica dos íons Fe+2 e Fe+3 Vamos praticar? Respostas • Efetuar a distribuição eletrônica Ferro (Z = 26) Distribuição eletrônica em ordem energética: • 1s22s2 2p63s2 3p6 4s2 3d6 Distribuição eletrônica em ordem geométrica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 K L M N 2 6 10 14 Número máximo de elétrons por subnível • Íon Fe+2 Fe+2 = cátion = perde 2 elétrons de sua camada de valência Ferro 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 K L M N 26Fe 2+ = 1s22s2 2p63s2 3p6 3d6 Respostas Camada de valência • Íon Fe+3 Fe+3 = cátion = perde 3 elétrons, sendo 2 de sua camada de valência e 1 de seu subnível adjacente. Ferro 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 K L M N 26Fe 3+ 1s22s2 2p63s2 3p6 3d5 Respostas Camada de valência Subnível adjacente Exercícios a) 20Ca 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 K=2 L=8 M = 8 N=2 b) 16S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 K=2 L=8 M = 6 Faça a distribuição eletrônica dos seguintes átomos (a e b) e íons (c e d) por níveis e subníveis energéticos: c) 16S -2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 K=2 L= 8 M = 8 d) 13Al +3 1s2 2s2 2p6 K=2 L=8
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