- Distribuição eletrônica em átomos neutros e íons.
- Números quânticos.
- Tabela periódica (posicionamento dos átomos e principais famílias).
- Propriedades periódicas dos elementos (raio atômico e energia de ionização).
Distribuição eletrônica de átomos neutros e íons
A distribuição dos elétrons em camadas na eletrosfera é feita utilizando o diagrama de Linus Pauling.
A distribuição dos elétrons em camadas na eletrosfera é feita utilizando o diagrama de Linus Pauling.
Podemos perceber que nesse diagrama, os elétrons ocupam camadas mais distantes sem antes terem ocupado completamente as mais internas. Por exemplo, o subnível 4s² vem antes do 3d¹º, apesar de estar na camada de número maior.
Para fazer a distribuição, a regra é a seguinte: Primeiro deve-se verificar quantos elétrons o átomo possui. Sempre se começa pelo menor nível de energia (1s²). Nunca se deve ultrapassar o máximo de elétrons permitido em cada subnível. Quando um subnível estiver totalmente preenchido, passar para o próximo.
Três conceitos são muito importantes. Camada de Valência é a última camada utilizada na distribuição, e é uma das letra K, L, M, N... Subnível mais energético é o último subnível utilizado, por exemplo, 6s², ou 4s². O elétron mais energético é o último elétron distribuído. ATENÇÃO: Nem sempre a camada de valência corresponde ao subnível mais energético (ver exemplo do livro p. 76 e exemplo do CA p.216)
Para fazer a distribuição, a regra é a seguinte: Primeiro deve-se verificar quantos elétrons o átomo possui. Sempre se começa pelo menor nível de energia (1s²). Nunca se deve ultrapassar o máximo de elétrons permitido em cada subnível. Quando um subnível estiver totalmente preenchido, passar para o próximo.
Três conceitos são muito importantes. Camada de Valência é a última camada utilizada na distribuição, e é uma das letra K, L, M, N... Subnível mais energético é o último subnível utilizado, por exemplo, 6s², ou 4s². O elétron mais energético é o último elétron distribuído. ATENÇÃO: Nem sempre a camada de valência corresponde ao subnível mais energético (ver exemplo do livro p. 76 e exemplo do CA p.216)
Os íons possuem uma distribuição eletrônica um pouco diferente. Para realizar essa distribuição deve-se primeiro fazer a distribuição dos elétrons no estado fundamental (neutro), e depois retirar/colocar os elétrons que foram modificados na forma iônica.
ATENÇÃO: Os elétrons devem ser adicionados/retirados da última camada (camada de valência), que não necessariamente corresponde ao último subnível da distribuição (subnível mais energético). Ver os exemplos das págs. 77 e 78 do livro.
Números quânticos
Os números quânticos indicam a região de máxima probabilidade de se encontrar um elétron. Cada número indica um dado que ajuda a encontrá-lo.
Número quântico principal (n): É o número que indica em qual camada /nível de energia o elétron se encontra. Como existem 8 camadas (K, L, M, N, O, P, Q, R), o número quântico N varia de 1 a 8.
Número quântico secundário/azimutal (l): Indica o subnível em que o elétron se encontra (s, p, d ou f). Para o subnível s, é atribuído o valor 0, e nos outros subníveis os valores são 1 até 3.
Número quântico magnético (m): Indica o orbital do elétron (orbital é uma divisão do subnível),
Organização da tabela periódica
A tabela periódica organiza os elementos químicos em ordem crescente de número atômico. A Tabela Periódica é organizada da seguinte forma:
Colunas Verticais: são as chamadas famílias (divididas em A e B, sendo oito de cada) ou grupos (numerados de 1 a 18); Os elementoos da mesma família possuem semelhança entre suas propriedades.
Família 1A (Grupo 1): Metais Alcalinos
Família 2A (Grupo 2): Metais Alcalino-Terrosos
Família B (Grupo 3 à 12): Metais de Transição
Família 3A (Grupo 13): Família do Boro
Família 4A (Grupo 14): Família do Carbono
Família 5A (Grupo 15): Família do Nitrogênio
Família 6A (Grupo 16): Calcogênios
Família 7A (Grupo 17): Halogênios
Família 0 ou 8A (Grupo 18): Gases Nobres
Colunas Horizontais: são os chamados períodos. Ao todo na tabela, eles são sete.
A partir do período, nós conseguimos determinar o número de níveis de um átomo de qualquer elemento. O subnível mais energético e o número de elétrons podem ser identificados facilmente pela família.
Se o subnível for s ou p, o número do subnível será o do período. Se for d, o número deve ser somado a 1, e se for f, +2. Exemplo: O átomo de ferro (número atômico = 26) tem a seguinte distribuição eletrônica nos subníveis em ordem energética: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Se o seu ultimo subnível é 3d⁶, o período será 3 + 1 =4.
ATENÇÃO: Os elétrons devem ser adicionados/retirados da última camada (camada de valência), que não necessariamente corresponde ao último subnível da distribuição (subnível mais energético). Ver os exemplos das págs. 77 e 78 do livro.
Números quânticos
Os números quânticos indicam a região de máxima probabilidade de se encontrar um elétron. Cada número indica um dado que ajuda a encontrá-lo.
Número quântico principal (n): É o número que indica em qual camada /nível de energia o elétron se encontra. Como existem 8 camadas (K, L, M, N, O, P, Q, R), o número quântico N varia de 1 a 8.
Número quântico secundário/azimutal (l): Indica o subnível em que o elétron se encontra (s, p, d ou f). Para o subnível s, é atribuído o valor 0, e nos outros subníveis os valores são 1 até 3.
Número quântico magnético (m): Indica o orbital do elétron (orbital é uma divisão do subnível),
Deve-se distribuir os elétrons, da esquerda para a direita, um por quadrado até o fim e depois recomeçar (máximo 2 elétrons por quadrado). O orbital em que for colocado o último elétron é o número m ( cada quadrado tem um número, conforme a tabela.
Número quântico spin (s): Se refere ao sentido de rotação do elétron, portanto pode ser positivo ou negativo. O valos é 1/2, portanto é -1/2 ou +1/2. Existe a convenção de que o 1 elétron do orbital tem seta para cima e valor de spin negativo, e o segundo do orbital será positivo.
Ver exemplo do livro p. 81.
Organização da tabela periódica
A tabela periódica organiza os elementos químicos em ordem crescente de número atômico. A Tabela Periódica é organizada da seguinte forma:
Colunas Verticais: são as chamadas famílias (divididas em A e B, sendo oito de cada) ou grupos (numerados de 1 a 18); Os elementoos da mesma família possuem semelhança entre suas propriedades.
Família 1A (Grupo 1): Metais Alcalinos
Família 2A (Grupo 2): Metais Alcalino-Terrosos
Família B (Grupo 3 à 12): Metais de Transição
Família 3A (Grupo 13): Família do Boro
Família 4A (Grupo 14): Família do Carbono
Família 5A (Grupo 15): Família do Nitrogênio
Família 6A (Grupo 16): Calcogênios
Família 7A (Grupo 17): Halogênios
Família 0 ou 8A (Grupo 18): Gases Nobres
Colunas Horizontais: são os chamados períodos. Ao todo na tabela, eles são sete.
A partir do período, nós conseguimos determinar o número de níveis de um átomo de qualquer elemento. O subnível mais energético e o número de elétrons podem ser identificados facilmente pela família.
Se o subnível for s ou p, o número do subnível será o do período. Se for d, o número deve ser somado a 1, e se for f, +2. Exemplo: O átomo de ferro (número atômico = 26) tem a seguinte distribuição eletrônica nos subníveis em ordem energética: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Se o seu ultimo subnível é 3d⁶, o período será 3 + 1 =4.
Propriedades periódicas dos elementos (raio atômico e energia de ionização)
O raio atômico (r) éa distância (d) do núcleo de um átomo até o fim de sua eletrosfera. Neste caso, considera-se o átomo como uma esfera. O raio atômico aumenta conforme o número de camadas eletrônicas. Quando dois átomo tiverem o mesmo número de camadas, o maior raio será daquele que tiver o MENOR número de elétrons na última camada.
O raio atômico (r) éa distância (d) do núcleo de um átomo até o fim de sua eletrosfera. Neste caso, considera-se o átomo como uma esfera. O raio atômico aumenta conforme o número de camadas eletrônicas. Quando dois átomo tiverem o mesmo número de camadas, o maior raio será daquele que tiver o MENOR número de elétrons na última camada.
A energia de ionização é a quantidade de energia necessária para retirar um elétron do átomo, geralmente o último.
Quando os elétrons estão próximos do núcleo, a atração é mais forte, então é mais difícil retirá-los do núcleo. Portanto os elétrons de menor número atômico têm maior energia de ionização. E os elementos da esquerda têm tendência a perder elétrons e os da direita a ganhar, então a energia de ionização dos elementos da direita é maior.
Bons estudos!
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