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CCE0032 – QUÍMICA GERAL – Professora Camila Pereira Aula 06 – Distribuição Eletrônica Teoria Atômica da Matéria Abundância Isotópica A abundância isotópica numa amostra é a fração do número de átomos de um dado isótopo de um elemento em relação ao número total de átomos desse elemento presentes em uma amostra; Cálculo de massas atômicas: EXEMPLO 1. O cloro presente no PVC tem dois isótopos estáveis. O 35Cl com massa de 34,97u constitui 75,77% do cloro encontrado na natureza. Outro isótopo é o 37Cl cuja massa é 36,95u. Qual é a massa atômica do cloro? (A) 35,45 u (B) 34,50 u (C) 35,8 u (D) 36,23 (E) 41,00 u 𝐴 = 75,77 100 × 34,97 + 100− 75,77 100 × 36,95 Resposta 𝐴 = 0,7577 × 34,97 + 0,2423 × 36,95 ≅ 35,45𝑢 Modelo Atômico de Rutherford-Bohr Postulados de Bohr: Os elétrons se movem ao redor do núcleo em um número limitado de órbitas bem definidas, que são denominadas órbitas estacionárias; Movendo-se em uma órbita estacionária, o elétron não emite nem absorve energia; Ao saltar de uma órbita estacionária para outra, o elétron emite ou absorve uma quantidade bem definida de energia, chamada quantum de energia. De n1 para n2 = absorve energia (ΔE +) De n2 para n1 = libera energia (ΔE-) Modelo Atômico de Rutherford-Bohr As órbitas eletrônicas de todos os átomos conhecidos se agrupam em sete camadas eletrônicas, denominadas K, L, M, N, O, P, Q. Modelo Atômico de Rutherford-Bohr Nível Camada N° máximo de elétrons 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 5 O 32 6 P 18 7 Q 8 Em cada camada, os elétrons possuem uma quantidade fixa de energia; As camadas são também denominadas estados estacionários ou níveis de energia.; Cada camada comporta um número máximo de elétrons, conforme mostra a tabela ao lado. Modelo Atômico dos Orbitais Atômicos Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo onde é máxima a probabilidade de encontrar um determinado elétron. Segundo o modelo atômico de Rutherford-Bohr, o elétron seria uma pequena partícula girando em alta velocidade em uma órbita circular. Segundo o modelo de orbitais, o elétron é uma partícula-onda que se desloca no espaço, mas estará com maior probabilidade dentro de uma esfera (orbital) concêntrica ao núcleo. Devido à sua velocidade, o elétron fica dentro do orbital, assemelhando-se a uma nuvem eletrônica. Estados Energéticos dos Elétrons 1. Número quântico principal (n): Corresponde ao nível ou camada. À medida que n aumenta, o orbital torna-se maior e o elétron passa mais tempo mais distante do núcleo. Nível Camada N° quântico principal 1 K n = 1 2 L n = 2 3 M n = 3 4 N n = 4 5 O n = 5 6 P n = 6 7 Q n = 7 Números Quânticos 2. Número quântico secundário ou azimutal (l): Depende do valor de n e do subnível. Os subníveis são subdivisões das camadas eletrônicas. Eles são designados pelas letras minúsculas, s, p, d e f . Subnível N° máximo de elétrons N° quântico azimutal s 2 l = 0 p 6 l = 1 d 10 l = 2 f 14 l = 3 Números Quânticos 3. Número quântico magnético (m): Depende de l. O número quântico magnético tem valores inteiros entre -l e +l. Fornecem a orientação do orbital no espaço. Subnível N° de orbitais N° quântico magnético s 1 p 3 d 5 f 7 0 0 +1 -1 0 +1 -1 -2 +2 0 +1 -1 -2 +2 +3 -3 Números Quânticos 4. Número de spin (s) Os elétrons podem girar no mesmo sentido ou em sentidos opostos, criando campos magnéticos que os repelem ou os atraem. Essa rotação é conhecida como spin. Números Quânticos 4. Número de spin (s) A atração magnética entre os dois elétrons contrabalança a repulsão elétrica entre eles. O número de spin pode ter somente os valores +1/2 e -1/2. Princípio da Exclusão de Pauling: “Um mesmo orbital não pode comportar mais que dois elétrons. Esses elétrons não podem ter a mesma série de 4 números quânticos. Portanto, dois elétrons no mesmo orbital devem ter spins opostos.” Diagrama energético Diagrama energético Identificação dos Elétrons Cada elétron da eletrosfera é identificado por seus quatro números quânticos: • o número quântico principal: n • o número quântico secundário: l • o número quântico magnético: m ou Ml • o número quântico do spin: s ou Ms Por exemplo, os dois elétrons do elemento hélio têm os seguintes números quânticos: Distribuição Eletrônica Linus Pauling (1901-1994) elaborou uma representação gráfica que demonstra essa observação da ordem crescente de energia, a qual chamamos Diagrama de Pauling: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p6 7s2 5f146d10 7p6 Exemplos: 17Cl : 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p5 23V: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 REFERÊNCIAS BROWN, Theodore L.; LEMAY JÚNIOR, Harold Eugene; BURSTEN, Bruce Edward;MURPHY, Catharine J; STOLTZFUS, Matthew W. QUÍMICA: A CIÊNCIA CENTRAL. 13. ed. São Paulo: PEARSON EDUCATION DO BRASIL, 2016. FELTRE, Ricardo. Química. 6. ed. – São Paulo: Moderna, 2004. Lista de Exercícios REFERÊNCIAS BROWN, Theodore L.; LEMAY JÚNIOR, Harold Eugene; BURSTEN, Bruce Edward;MURPHY, Catharine J; STOLTZFUS, Matthew W. QUÍMICA: A CIÊNCIA CENTRAL. 13. ed. São Paulo: PEARSON EDUCATION DO BRASIL, 2016. FELTRE, Ricardo. Química. 6. ed. – São Paulo: Moderna, 2004.
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