Elemento químico

ÁTOMOS E ELEMENTOS
Profa. Dra. Aline Rodrigues Soares
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O universo é composto por matéria e energia
 Matéria é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar
no espaço
Energia, é a capacidade de realizar trabalho, nas
mais diferentes formas
Propriedades da Matéria:
Propriedades Gerais
Propriedades
Específicas
Organolépticas
Químicas
Físicas
Elementos Químicos, Símbolos Químicos
e Fórmulas Químicas
H2SO4
“TODA MATÉRIA É FORMADA POR ÁTOMOS OU ÍONS”.
Elemento químico
A matéria é formada por átomos. O conjunto de cada um
desses tipos de átomos representa um elemento químico.
 Modelo atômico de Dalton
O químico inglês John Dalton, que viveu entre 1.766 a 1.825,
afirmava que o átomo era a partícula elementar, a menor
partícula que constituía a matéria. Em 1.808, Dalton apresentou
seu modelo atômico: o átomo como uma minúscula esfera
maciça, indivisível, impenetrável e indestrutível. Para ele, todos
os átomos de um mesmo elemento químico são iguais, até
mesmo as suas massas. Seu modelo atômico também é
conhecido como "modelo da bola de bilhar".
Modelo Atômico de Dalton: "bola de bilhar".
O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e
indivisível.
Modelo Atômico de Thomson
 Pesquisando os raios catódicos, o físico inglês j. j. thomson
demonstrou que os mesmos podiam ser interpretados como
sendo um feixe de partículas carregadas de energia elétrica
negativa, as quais foram chamadas de elétrons. utilizando
campos magnéticos e elétricos, thomson conseguiu determinar
a relação entre a carga e a massa do elétron. Thomson colocou
por terra o modelo do átomo indivisível e apresentou seu
modelo, conhecido também como o "modelo de pudim com
passas":
Modelo de Thomsom: "pudim com passas".
O pudim é toda a esfera positiva (em azul) e as passas são os elétrons (em
amarelo), de carga negativa
Modelo Atômico de Rutherford
 Átomo é formado por um núcleo muito pequeno em relação
ao átomo, com carga positiva, no qual se concentra
praticamente toda a massa do átomo. Ao redor do núcleo
localizam-se os elétrons neutralizando a carga positiva.
Modelo atômico de Rutherford: modelo planetário
do átomo
Modelo atômico de Rutherford-Bohr
Cada uma dessas órbitas permitidas foi denominada nível ou
camada de energia. Dentre os elementos conhecidos, aquele que
contém maior número de elétrons apresenta-os distribuídos no
máximo em7 camadas, designadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.
 Cada nível de energia do modelo de Bohr era
constituído de vários subníveis com diferentes
energias
Orbital: região do espaço onde se tem a máxima
probabilidade de encontrar o elétron.
Orbital: região do espaço onde se tem a máxima
probabilidade de encontrar o elétron.
Subnível
Número de
Orbitais
Máximo de
elétrons em cada
nível
s
1
2
p
3
6
d
5
10
f
7
14
Princípio da exclusão de Pauli: se dois
elétrons estiverem num mesmo nível, em orbitais do
mesmo tipo e num mesmo plano, terão
necessariamente spins opostos.
Distribuição dos elétrons na eletrosfera
dos átomos
A disposição dos elétrons na eletrosfera de um átomo foi proposta
por Linus Pauling e denominada configuração eletrônica. Os
elétrons ocupam a eletrosfera sempre da maneira mais estável, ou
seja, na posição de menor energia possível.
Diagrama de
Pauling
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f
< 5d < 6p < 7s < 5f < 6d
Distribuição eletrônica de íons
 Cátions ou íons positivos
O átomo de sódio (11Na) origina o cátion 11 Na+ pela perda de
um elétron, o que é indicado pelo sinal +
átomo: 11 Na 1s2 2s2 2p6 3s1
cátion: 11 Na+ 1s2 2s2 2p6
Ânions ou íons negativos
átomo : 16S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
ânion : 16S2- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Regra para preenchimento de elétrons num subnível
Regra de Hund:
Exemplo: Utilizando o diagrama de Pauling e considerando o
elemento níquel (Ni), de Z= 28,
responda:
a)Qual a distribuição eletrônica por níveis e subníveis
energéticos ?
b) Qual o seu subnível mais energético?
c) Qual o seu subnível mais externo?
d) Quantos elétrons desemparelhados ele possui? Representeos.
e) Qual a distribuição por subníveis de seu cátion bivalente
(carga 2+)?
Número Atômico (Z): quantidades de prótons.
Z=p=e
Número de Massa (A): a soma das
partículas que constitui o átomo.
A=Z+n+e
A=Z+n
REPRESENTAÇÃO DE UM ÁTOMO
Isótopos: átomos que apresentam mesmo número atômico e
número de massa diferentes. Pertencem ao mesmo elemento
químico, pois têm mesmo valor de Z.
1
H1
1
H2
1
H3
Isóbaros: átomos que apresentam valores diferentes para o
número atômico e mesmo número de massa.
20
Ca42
21
Sc42
Isótonos: átomos que apresentam valores diferentes de
número atômico e de massa, no entanto, mesmo número de
nêutrons (A - Z).
17
Cl 37
20
Ca 40
EXERCÍCIOS
1) Identifique a alternativa que corresponde à maior liberação de
energia quando o elétron excitado retorna ao seu nível (camada)
original:
a) de L para K b) de P para O c)de Q para P d) de Q para K e)
de M para L
2) Sobre o modelo atômico de Bohr, podemos tecer as seguintes
considerações:
I - Quando o núcleo recebe energia, salta para um nível mais
externo.
II - Quando o elétron recebe energia, salta para um nível mais
energético.
III - Quando um elétron passa de um estado menos energético para
outro mais energético, devolve energia na forma de ondas
eletromagnéticas.
IV - Se um elétron passa do estado A para o estado B, recebendo x
unidades de energia, quando voltar de B para A devolverá x unidades
de energia na forma de ondas eletromagnéticas.
Quais dessas afirmações são falsas?
3) O sódio e seus compostos, em determinadas condições,
emitem uma luz amarela característica. Explique esse fenômeno
em termos de elétrons e níveis de energia.
4) Utilizando o diagrama de Pauling e considerando o
elemento arsênio (As), de Z= 33.
responda:
a) Qual a distribuição eletrônica por subníveis energéticos
(ordem energética e geométrica)?
b) Qual a distribuição eletrônica por níveis?
c) Qual o seu subnível mais energético?
d) Qual o seu subnível mais externo?
e) Quantos elétrons desemparelhados ele possui?
Represente-os
f) Qual a distribuição por subníveis de seu cátion bivalente
(carga 2+)?
5) Sejam os seguintes átomos neutros representados pelos
símbolos hipotéticos A,
B, C, D e E e suas respectivas
configurações eletrônicas:
Átomo
A
B
C
D
E
Configuração eletrônica
1s2
1s2
1s2
1s2
1s2
2s2 2p6 3s2
2s2 2p6 3s1
2s2 2p6
2s2 2p5
2s2 2p3
Em relação a esse quadro podemos afirmar, EXCETO
a) A corresponde ao Magnésio (Mg).
b) Apresentam propriedades químicas diferentes.
c) O elemento D corresponde a um calcogênio.
d) São metais apenas A e B.
e) C apresenta a maior energia de ionização
6)
a)
b)
c)
d)
e)
isótopos.
alótropos.
isóbaros.
isômeros.
isótopos
.
7) Os isótopos possuem respectivamente os seguintes
números de nêutrons:
a) 8, 8, 8
b) 8, 9, 10
c) 16, 17, 18
d) 24, 25, 26
e) 18, 17, 16