Modelo atômico orbital

Modelo atômico
orbital
CursodeQuímica
Prof.RuiMedeiros
quimicadorui.com.br
Módulo Extra - 2017
CURSO DE QUÍMICA – PROFESSOR RUI MEDEIROS – MÓDULO EXTRA - 2017
2
Modelo atômico orbital (atual):
ü
se encontrar um elétron é máxima.
ü
Com a evolução da Mecânica Quântica, a
ü
Cada orbital suporta no máximo dois elétrons
com spins opostos, pois a força que une os elétrons
dentro do orbital é de natureza magnética, já que a
estrutura atômica foi sendo modificada.
O modelo atômico atual é um modelo
ü
Orbital é a região onde a probabilidade de
força eletrostática os repele.
matemático-probabilístico, que trata a eletrosfera
do
átomo
como
funções
de
onda,
baseado
basicamente em dois princípios:
A) Princípio da incerteza (Heisenberg):
ü
É
impossível
determinarmos
simultaneamente a posição e a velocidade de um
elétron.
B) Dualidade onda-partícula (de Broglie):
ü
O elétron apresenta comportamento dual, ou
ü
seguintes formas:
seja, ora se comporta como onda (quando não está
ou
sendo observado) e ora se comporta como partícula
(quando está sedo observado).
ü
As funções de onda citadas anteriormente
foram descritas por Schrödinger, e a sua resolução
A representação de orbitais é feita das
ü
ou
Os subníveis (s, p, d, f) são formados por
diferentes números de orbitais, conforme pode ser
visualizado na figura a seguir:
nos informa as regiões em que o elétron poderá ser
encontrado no átomo.
ü
Em resumo, o modelo atômico orbital poderia
ser resumido da seguinte maneira:
Eletrosfera
Níveis
Distribuição eletrônica por
Subníveis
orbitais
Orbitais
ü
A distribuição por orbitais deve ser feita de
acordo com duas regras básicas:
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3
+
1 - Regra de Hund:
6
b) 37Rb (subnível mais energético = 4p )
Deve-se distribuir um elétron em cada orbital de um
subnível para só depois os emparelhar.
3
Ex.: Distribuição por orbitais do subnível 2p .
c) 26Fe
certo
Obs.: A previsão da estabilidade de íons pode ser
Dois elétrons em um mesmo átomo não podem ter o
conjunto
5
(subnível mais energético = 3d )
errado
2 - Princípio da exclusão de Pauli:
mesmo
3+
de
números
quânticos.
Isso
equivale a dizer que em um dado orbital sempre
devem ser postos elétrons com spins opostos.
feita com base em suas distribuições por orbitais,
tendo em vista a estabilidade elevada dos subníveis
mais
energéticos
totalmente
preenchidos
ou
semipreenchidos.
2
Ex.: Distribuição por orbitais do subnível 1s .
Propriedades magnéticas da
certo
errado
Exercício 01: Para a distribuição eletrônica do
2
subnível “3p ” por orbitais, verifique quais atendem à
“Regra de Hund” e ao “Princípio da exclusão de
Pauli” e, por fim, determine qual das distribuições
abaixo corresponde ao estado fundamental.
a) ( ✗ ) Hund
matéria
errado
( ✓ ) Pauli
ü
Ao submetermos uma substância a um
campo magnético, podemos ter diferentes respostas,
de acordo com o material.
1 - Diamagnéticos:
ü
Não se alinham com o campo magnético,
orientando seus spins em sentido contrário ao campo
aplicado.
ü
b) (✗ ) Hund
(✗ ) Pauli
Não possui elétrons desemparelhados.
Ex.: Magnésio (Z = 12).
Subnível mais energético = 1s
c) (✓ ) Hund
2
(✓ ) Pauli
2 - Paramagnéticos:
ü
Alinham-se
com
o
campo
magnético,
provocando um leve aumento na sua intensidade.
Exercício 02: Faça a distribuição eletrônica por
ü
orbitais do subnível mais energético de:
Ex.: Sódio (Z = 11).
5
a) 17Cl (subnível mais energético = 3p )
Possui elétrons desemparelhados.
Subnível mais energético = 1s
1
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3 - Ferromagnéticos:
4 – Número quântico de spin: (s ou ms)
Imantam-se facilmente na presença de um
ü
Refere-se à rotação do elétron no orbital.
campo magnético, sofrendo uma forte atração por
ü
Pode assumir os valores –1/2 e +1/2.
ímãs.
ü
Em geral, o valor -1/2 é atribuído para o
ü
São ferromagnéticos apenas: ferro, níquel,
ü
cobalto e suas ligas metálicas.
primeiro elétron a ocupar o orbital. (mas pode variar
de acordo com o autor)
Por isso, geralmente os exercícios fornecem
ü
o valor do spin no enunciado.
Números quânticos
Exercício 01: Dê o conjunto de números quânticos
1 – Número quântico principal: (n)
(n, ℓ, m e s) para os seguintes elétrons:
ü
Refere-se ao nível eletrônico.
Obs.: considere que o primeiro elétron a ocupar o
ü
Varia de 1 a ∞ (teoricamente).
orbital possui spin igual a -1/2.
2 – Número quântico secundário ou
a) 4p
azimutal: (ℓ)
n=
4
3
ü
Refere-se ao subnível eletrônico.
ℓ=
1
ü
Varia de zero a (n-1) (teoricamente).
m=
+1
s=
-1/2
Subnível
s
p
d
f
g
ℓ
0
1
2
3
4
b) 5d
Obs.: Os termos “s”, “p”, “d” e “f” são as iniciais dos
termos batizados no inglês “sharp”, “principal”,
“diffuse” e “fundamental”.
6
n=
5
ℓ=
2
m=
-2
s=
+1/2
3 – Número quântico magnético: (m ou
c) 6s
mℓ )
n=
6
ℓ=
0
m=
0
s=
+1/2
ü
Refere-se ao orbital em que se encontra o
elétron.
ü
Varia de -ℓ a +ℓ.
2
c) 7g
3
n=
7
ℓ=
4
m=
-2
s=
-1/2
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Exercício
02:
Sabendo
que
o
elétron
de
diferenciação de um átomo possui os seguintes
números quânticos:
n=4;ℓ =3;m=0;s=+½
Considerando que o primeiro elétron a ocupar o
orbital possua spin igual a +1/2, determine o seu
número atômico (Z) e o seu número de elétrons de
valência.
Z = 60 (2 elétrons na camada de valência)