Aula 2 _ Química Geral e Ciência dos Materiais

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Professora: Priscila Borges de Morais
Aula 2 : Estrutura atômica e distribuição 
eletrônica
Química Geral e Ciência dos Materiais
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
DEMÓCRITO
• Foi utilizada pela primeira vez na Grécia antiga, por volta de
400 a.C. Demócrito acreditava que todo tipo de matéria
fosse formado por partículas que denominou átomos (sem
divisão).
• Como esta ideia não pôde ser comprovada, ela ficou
conhecida como 1º modelo atômico, meramente filosófico.
A ORIGEM DA PALAVRA ÁTOMO
Acreditava-se que tais partículas representavam a menor
porção de matéria possível, ou seja, eram indivisíveis.
DALTON
As idéias de Demócrito permaneceram inalteradas por aproximadamente
2200 anos.
Em 1808, Dalton retomou estas ideias sob uma nova perspectiva: a
experimentação.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e que
possuíam algumas características:
1. Cada elemento é composto de partes extremamente pequenas chamadas átomos.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
Um átomo do elemento oxigênio Um átomo do elemento nitrogênio
DALTON
Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e
que possuíam algumas características:
2. Todos os átomos de um dado elemento são idênticos; os átomos de diferentes elementos são diferentes e têm
diferentes propriedades (e também diferentes massas).
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
Oxigênio
Nitrogênio
DALTON
Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e
que possuíam algumas características:
3. Os átomos de um elemento não se convertem em diferentes tipos de átomos por meio de reações químicas; os
átomos não são criados nem destruídos nas reações químicas.
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
Oxigênio Nitrogênio
DALTON
Baseado em reações químicas e pesagens minuciosas, chegou à conclusão de que os átomos realmente existiam e
que possuíam algumas características:
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
4. Os compostos são formados quando átomos de mais de um elemento se combinam; um determinado composto
tem sempre o mesmo número relativo dos mesmos tipos de átomos.
NO
NO
DALTON
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
Os postulados de Dalton puderam, então, explicar as 
leis ponderais de Antoine Lavoisier e Joseph Louis 
Proust.
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
Com isso, Dalton deduziu a LEI DAS PROPORÇÕES MÚLTIPLAS
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
Com isso, Dalton deduziu a LEI DAS PROPORÇÕES MÚLTIPLAS
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
Com isso, Dalton deduziu a LEI DAS PROPORÇÕES MÚLTIPLAS
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
DALTON
Com isso, Dalton deduziu a LEI DAS PROPORÇÕES MÚLTIPLAS
“Se A e B se combinam para formar mais
de um composto, as massas de B que
podem se combinar com a massa de A,
estão na proporção de números inteiros
pequenos”
TEORIA ATÔMICA DA MATÉRIA
ESTRUTURA ATÔMICA
Dalton chegou à sua conclusão sobre átomos com base
nas observações químicas no universo macroscópico do
laboratório.
Mais tarde, os cientistas constataram que o átomo era
constituído de entidades carregadas.
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS
Raios catódicos e elétrons
ESTRUTURA ATÔMICA
Um tubo de raios
catódicos é um
recipiente profundo
com um eletrodo em
cada extremidade.
Uma alta tensão é
aplicada através dos
eletrodos
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS
Raios catódicos e elétrons
Uma alta voltagem produzia
radiação dentro do tubo.
Essa radiação tomou-se conhecida
como raios catódicos porque
originava-se eletrodo negativo, ou
catodo.
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS
Raios catódicos e elétrons
Apesar de os raios em si não
poderem ser vistos, seus
movimentos podiam ser detectados
porque os raios faziam com que
certos materiais, inclusive o vidro,
apresentassem fluorescência ou
emitissem luz.
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUB-ATÔMICAS
Raios catódicos e elétrons
A trajetória das
partículas pode ser
alterada pela presença
de um campo
magnético.
ESTRUTURA ATÔMICA
A voltagem faz com
que partículas se
desloquem do eletrodo
negativo para o
eletrodo positivo.
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUB-ATÔMICAS 
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUB-ATÔMICAS 
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUB-ATÔMICAS 
Raios catódicos e elétrons:
A quantidade de desvio dos raios catódicos depende dos campos magnético e 
elétrico aplicados; 
Como também depende da proporção carga-massa do elétron.
Thomson apresentou suas
observações e concluiu que os
raios catódicos são jatos de
partículas com massa,
carregadas negativamente.
O artigo de Thomson é
conhecido como a' descoberta'
daquilo que chamamos de
elétron.
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUB-ATÔMICAS 
Raios catódicos e elétrons:
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
AS PARTÍCULAS SUB-ATÔMICAS 
Raios catódicos e elétrons:
•Um átomo consiste de uma pequena esfera
carregada positivamente, na qual as partículas
subatômicas carregadas negativamente
chamadas de elétrons são uniformemente
fixas.
•A magnitude da carga tanto de partículas
positivas quanto negativamente carregadas é
igual, tornando o átomo eletricamente neutro.
ESTRUTURA ATÔMICA
THOMSON
Com a descoberta dos prótons e elétrons, Thomson (1898)
propôs um modelo de átomo no qual os elétrons e os
prótons, estariam uniformemente distribuídos, garantindo
o equilíbrio elétrico entre as cargas positiva dos prótons e
negativa dos elétrons.
ESTRUTURA ATÔMICA
RUTHERFORD
RADIOATIVIDADE
Agora, considere o seguinte experimento
• Uma substância radioativa é colocada em um anteparo contendo um pequeno orifício de tal forma que um feixe de 
radiação seja emitido pelo orifício; 
• A radiação passa entre duas chapas eletricamente carregadas e é detectada; 
• Três pontos são observados no detector.
ESTRUTURA ATÔMICA
RUTHERFORD
RADIOATIVIDADE
ESTRUTURA ATÔMICA
RUTHERFORD
Rutherford (1911) bombardeou uma fina lâmina de ouro (Au) (0,0001 mm) com partículas "alfa", emitidas pelo
"polônio" (Po), contido num bloco de chumbo (Pb), provido de uma abertura estreita, para dar passagem às
partículas "alfa" por ele emitidas. Envolvendo a lâmina de ouro (Au), foi colocada uma tela protetora revestida de
sulfeto de zinco (ZnS).
ESTRUTURA ATÔMICA
RUTHERFORD
Observando as cintilações na tela de ZnS, Rutherford verificou que muitas partículas "alfa" atravessavam a
lâmina de ouro, sem sofrerem desvio, e poucas partículas "alfa" sofriam desvio.
ESTRUTURA ATÔMICA
Como as partículas "alfa" têm
carga elétrica positiva, o desvio
seria provocado por um choque
com outra carga positiva, isto é,
com o núcleo do átomo,
constituído por prótons.
Teoria atômica da matéria
RADIOATIVIDADE 
ESTRUTURA ATÔMICA
A visão moderna da estrutura atômica
As partículas subatômicas: algumas propriedades
1914-1920 - Rutherford demonstrou a 
existência dos prótons. 
1932 – Chadwick descobriu os nêutrons no 
núcleo.
A massa do elétron é desprezível em comparação
com a massa dos prótons e nêutrons.
O átomo é neutro, pois o ‘número de prótons =
número de elétrons
ESTRUTURA ATÔMICA
Entidades do átomo: positivas (prótons), neutras (nêutrons) e negativas (elétrons);
Prótons e nêutrons: no denso e pequeno núcleo atômico. Responsável por maior parte
da massa do átomo;
Elétrons: localizados fora do núcleo, responsáveis majoritários pelo volume do átomo;
A visão moderna da estrutura atômica
ESTRUTURA ATÔMICA
Modelo Atômico de Bohr 
• De acordo com o modelo atômico proposto por Rutherford, os elétrons ao girarem ao
redor do núcleo, com o tempo perderiam energia e se chocariam com o mesmo.
• Como o átomo é uma estrutura estável, Niels Bohr formulou uma teoria (1913)sobre o
movimento dos elétrons, fundamentado na Teoria Quântica da Radiação (1900) de
Max Planck.
BOHR
ESTRUTURA ATÔMICA
1º postulado: Os elétrons descrevem órbitas circulares estacionárias ao redor do núcleo, sem emitirem nem absorverem 
energia. (Níveis de Energia ou Camadas Eletrônicas)
BOHR
ESTRUTURA ATÔMICA
OS POSTULADOS DE BOHR 
A teoria de Bohr fundamenta-se nos seguintes postulados:
2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais elétrons absorvem e saltam para níveis
mais afastados do núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (emite um
fóton de luz).
BOHR
ESTRUTURA ATÔMICA
OS POSTULADOS DE BOHR 
2º postulado: Fornecendo energia (elétrica, térmica, ....) a um átomo, um ou mais elétrons absorvem e saltam para níveis
mais afastados do núcleo. Ao voltarem as suas órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz (emite um
fóton de luz).
BOHR
ESTRUTURA ATÔMICA
OS POSTULADOS DE BOHR 
SCHRODINGER
A região na qual os elétrons se encontram se assemelharia mais a nuvens eletrônicas. 
Desde 1923, esse é o modelo atômico vigente.
ESTRUTURA ATÔMICA
SCHRODINGER
A região na qual os elétrons se encontram se assemelharia mais a nuvens eletrônicas. 
Desde 1923, esse é o modelo atômico vigente.
A partir das equações de Schrödinger não é possível
determinar a trajetória do elétron em torno do
núcleo, mas, a uma dada energia do sistema, obtém-
se a região mais provável de encontrá-lo.
ESTRUTURA ATÔMICA
ESTRUTURA ATÔMICA
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
1. Número quântico principal, n (n = 1, 2, 3 ...)
• É o fator primário na determinação da energia do elétron.
• Define o tamanho de um orbital; quanto maior for o valor de n, 
maior é o orbital e maior é a distância média entre o elétron e o 
núcleo. 
• Elétrons com o mesmo valor de n ocupam o mesmo nível 
eletrônico.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
2. Número quântico de momento angular, ℓ (ℓ = 0, 1, 2, 3, ..., n-1)
• Cada valor de ℓ caracteriza uma subcamada (os 
elétrons em uma determinada camada podem 
ser agrupados em subcamadas). 
• Cada valor de ℓ corresponde a um orbital
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
3. Número quântico de magnético, mℓ (mℓ = 0, ±1, ±2, ±3, ..., ± ℓ)
• mℓ está relacionado à orientação espacial dos 
orbitais em uma subcamada. 
• Para uma determinada subcamada, mℓ = 2ℓ + 1, 
especifica o número de orbitais na subcamada.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
3. Número quântico de magnético, mℓ (mℓ = 0, ±1, ±2, ±3, ..., ± ℓ)
• mℓ está relacionado à orientação espacial dos 
orbitais em uma subcamada. 
• Para uma determinada subcamada, mℓ = 2ℓ + 1, 
especifica o número de orbitais na subcamada.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
4. Número quântico de magnético de spin eletrônico, ms (ms = +1/2, -1/2)
• Um elétron em um átomo apresenta as propriedades magnéticas esperadas para
uma partícula carregada em rotação.
• A rotação do elétron deve ser representada por um quarto número quântico, ms.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Distribuição eletrônica
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 1:
Elabore a distribuição eletrônica do Cobre, cujo número atômico é de 29. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 2:
Através da distribuição eletrônica abaixo, apresente os números quânticos desse elemento.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 2:
Através da distribuição eletrônica abaixo, apresente os números quânticos desse 
elemento.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 2:
Através da distribuição eletrônica apresentada, apresente os números 
quânticos desse elemento.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 2:
Através da distribuição eletrônica apresentada, apresente os números 
quânticos desse elemento.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 2:
Através da distribuição eletrônica apresentada, apresente os 
números quânticos desse elemento.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Exemplo 2:
Através da distribuição eletrônica apresentada, apresente os números quânticos desse elemento.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Obs:
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
NÚMEROS QUÂNTICOS
Para cada um dos elementos abaixo, apresente a sua distribuição eletrônica e números quânticos. 
Ferro (Z=26).
Cálcio (Z= 20)
Carbono (Z= 6)
Ba (Z=56)
Pb (Z=82)
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA