Aula 06 - Niveis de energia primeiro ano

Aula de niveis de energia - primeiro ano do ensino médio

1. Estrutura atômica: níveis e sub níveis d e energia (II ) Química – Prof. Bruno Oliveira

2. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Re l embr a ndo o mode l o d e Bohr N i e l s B o h r Por meio de seus estudos, Bohr formulou dois postulados: A existência de um estado estacionário, ou seja, órbitas estacionárias nas quais permanecem os elétrons; a possibilidade de mudança de órbita pelo elétron, consequência da absorção ou liberação de energia. Esse processo de salto de um elétron para um nível energético maior denomina-se salto quântico .

3. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia

4. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia

5. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia O átomo possui níveis ou camadas de energia . Cada nível ou camada tem uma quantidade máxima de elétrons que pode conter. Esses níveis possuem “compartimentos” chamados de subníveis , que também tem uma capacidade máxima de elétrons. Subnível s p d f Número máximo de elétrons 2 6 10 14 Nível Camada Q u a n tida d e de elétrons 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 5 O 32 6 P 18 7 Q 8 Ordem crescente de energia

6. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia Agora que sabemos o número máximo de elétrons em cada nível e subnível, podemos completar a tabela: P r eenchime n t o eletrônico A distribuição eletrônica baseia-se no posicionamento dos elétrons na eletrosfera segundo uma ordem crescente de energia . A ordem crescente de energia dos subníveis eletrônicos é a seguinte: s < p < d < f Nível Camada Quantidade de elétrons Subnível P r eenchime n t o eletrônico 1 K 2 s 1s 2 2 L 8 s, p 2s 2 2p 6 3 M 18 s, p, d 3s 2 3p 6 3d 10 4 N 32 s, p, d, f 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5 O 32 s, p, d, f 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14 6 P 18 s, p, d 6s 2 6p 6 6d 10 7 Q 8 s, p 7s 2 7p 6

7. A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

8. A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

9. A eletrosfera do átomo: níveis e subníveis de energia Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II)

10. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling mai o r Nem se m p re o subnív e l mais ex t e rno é aqu e l e c om quantidade de energia. Por exemplo, apesar do subnível 4s ser mais externo do que o subnível 3d, ele é menos energético.

11. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling Realizar a distribuição eletrônica tornou-se mais simples com a elaboração de um diagrama, chamado diagrama de Linus Pauling , e também conhecido como princípio de aufbau. L i nus Paul i ng No diagrama, deve-se seguir as linhas traçadas e completar os níveis e subníveis com o numero de elétrons adequado.

12. ns x Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica pelo diagrama de Linus Pauling Ordem crescente de energia 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 Ao dizer que um elétron ocupa um nível de menor energia, expressa-se que ele se encontra em seu estado fundamental. Genericamente, temos: Exemplos : 2 He 1s 2 17 C l 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 30 Zn 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 Camada ou nível de valência: é a camada mais externa de um átomo, representada pelo maior valor de n.

13. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica de íons Os átomos podem perder ou ganhar elétrons. Essa perda ou ganho acontece na última camada ou no último nível energético, isto é, na camada ou nível de valência. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 11 Na 11 Na + 1s 2 2s 2 2p 6 Cátion Ânion 17 C l 17 C l - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

14. Atividade O ferro é um elemento químico de número atômico 26. Na distribuição eletrônica do átomo de ferro no estado fundamental, qual o subnível mais energético e o subnível mais externo, respectivamente? a) 4s 2  e 4s 2 b) 3d 6  e 4s 2 c) 3p 6  e 4s 2 d) 3d 6  e 3p 6

15. Atividade (IFSP/2013) - O número de elétrons da camada de valência do átomo de cálcio (Z = 20), no estado fundamental, é: a) 1 b) 2 c) 6 d) 8 e) 10

16. Atividade Faça a distribuição eletrônica dos seguintes elementos : a)  12 Mg b)  35 Br c)  20 Ca d)  56 Ba e) 8 º f) 18 Ar

17. Atividade (UFSC) - O número de elétrons em cada subnível do átomo estrôncio ( 38 Sr) em ordem crescente de energia é : a) 1s 2  2s 2  2p 6  3s 2  3p 6  4s 2  3d 10 4p 6   5s 2 b) 1s 2  2s 2  2p 6  3s 2  3p 6  4s 2  4p 6  3d 10   5s 2 c) 1s 2  2s 2  2p 6  3s 2  3p 6  3d 10  4s 2  4p 6   5s 2 d) 1s 2  2s 2  2p 6  3s 2  3p 6  4p 6  4s 2  3d 10   5s 2 e) 1s 2  2s 2  2p 6  3p 6  3s 2  4s 2  4p 6  3d 10  5s 2

18. Atividade O elemento cujo átomo tem o maior número de elétrons em sua camada mais externa é aquele cujo número atômico é igual a : 2 4 7 11 12

19. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Mod e l o Quânti c o Com a impossibilidade de determinar a localização e a velocidade do elétron, desenvolveu-se o conceito de orbital , a região na qual há maior probabilidade de se encontrar um elétron. Representação do orbital do átomo de hidrogênio. A região de cor azul mais intensa representa uma probabilidade maior de encontrar o elétron. Criação d o mode l o qu â nt i co Louis de Brouglie Natureza dual da matéria Em movimento natureza corpuscular e ondulatória. O princípio da incerteza de Heisenberg Não é possível expressar com exatidão simultaneamente a velocidade e a posição dos elétrons. Werner Heisenberg

20. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Mod e l o Quânti c o Representação do orbital do átomo de hidrogênio. A região de cor azul mais intensa representa uma probabilidade maior de encontrar o elétron. Criação d o mode l o qu â nt i co

21. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica em orbitais p = Assim como os níveis são subdivididos em subníveis, estes também possuem “compartimentos” menores chamados de orbitais. s = 1 orb i tal 3 orb i ta i s d = 5 o rb i ta i s f = 7 orb i t a i s Cada orbital comporta no máximo dois elétrons.

22. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica em orbitais Junto ao principio de aufbau , na distribuição eletrônica em orbitais, será utilizado o princípio de exclusão de Pauli e a regra de Hund. Princípio de exclusão de Pauli : um orbital comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários. Regra de Hund: em um mesmo subnível, de início, todos os orbitais devem receber seu primeiro elétron, e só depois cada orbital irá receber seu segundo elétron. Assim, a ordem de entrada dos 6 elétrons num orbital do tipo p será:

23. Estrutura atômica: níveis e subníveis de energia (II) Distribuição eletrônica em orbitais Caracterização do elétron: Números quânticos