Slide 1 - A Graça da Química

Profa. GRAÇA PORTO
IDENTIFICANDO O ÁTOMO
Os diferentes tipos de átomos (elementos químicos) são identificados pela
quantidade de prótons (P) que possui
4 prótons
5 prótons
5 nêutrons
6 nêutrons
4 elétrons
5 elétrons
BERÍLIO
BORO
Z=4
Z=5
Esta quantidade de prótons recebe o nome de NÚMERO ATÔMICO e é
representado pela letra “ Z “
Z=P
Verifica-se que em um átomo o n.º de prótons é igual ao n.º de elétrons (E),
isto faz com que esta partícula seja um sistema eletricamente neutro
P=E
NÚMERO DE MASSA (A)
Outra grandeza muito importante nos átomos é o seu número de
massa (A), que corresponde à soma do número de prótons (Z ou P)
com o n.º de nêutrons (N)
A=Z + N
5 prótons
A = 5 + 6
6 nêutrons
A = 11
5 elétrons
Com esta mesma expressão poderemos, também calcular o
n.º atômico e o n.º de nêutrons do átomo
Z =A– N
e
N=A–Z
01)(Covest-2003) Isótopos radiativos são empregados
no diagnóstico e tratamento de inúmeras doenças.
Qual é a principal propriedade que caracteriza um
elemento químico?
a) número de massa
b) número de prótons
c) número de nêutrons
d) energia de ionização
e) diferença entre o número de prótons e de nêutrons
02) Um átomo que é constituído por 17 prótons, 18
nêutrons e 17 elétrons tem, respectivamente,
número atômico e número de massa iguais a:
a) 17 e 17.
P = 17
Z = 17
P
b) 17 e 18.
N = 18
A = 17
Z + 18
N
E = 17
A = 35
c) 18 e 17.
d) 17 e 35.
e) 35 e 17.
17 e
35
03) Um átomo de certo elemento químico tem número de
massa igual a 144 e número atômico 70. Podemos
afirmar que o número de nêutrons que no seu núcleo
encontraremos é:
a) 70.
A = 144
N = 144
A – 70
Z
b) 74.
Z = 70
N = 74
c) 144.
d) 210.
e) 284.
É o conjunto de átomos que possuem o mesmo
número atômico
Os elementos químicos são representados por SÍMBOLOS,
que podem ser constituído por uma ou duas letras
Quando o símbolo do elemento
é constituído por uma única letra,
esta deve ser maiúscula
H
hidrogênio
P
fósforo
C
O
N
oxigênio
nitrogênio
S
K
F
enxofre
potássio
flúor
carbono
Se for constituída por duas letras,
a primeira é maiúscula e a
segunda minúscula
He
Ca
Na
Ni
cálcio
sódio
níquel
Po
Hg
Ag
Fe
polônio
mercúrio
prata
ferro
hélio
É comum usarmos uma notação geral para representar um elemento químico
Nesta notação encontraremos, além do símbolo, o número atômico (Z)
e o número de massa (A)
E: símbolo do elemento químico
A: número de massa
Z: número atômico
nome: cloro
A = 35
Z = 17
P = 17
E = 17
N = 18
nome: chumbo
A = 208
Z = 82
P = 82
E = 82
N = 126
nome: ferro
A = 56
Z = 26
P = 26
E = 26
N = 30
nome: urânio
A = 235
Z = 92
P = 92
E = 92
N = 143
01) (UNESP) Os nomes latinos dos elementos
chumbo, prata e antimônio dão origem aos
símbolos químicos desses elementos.
Estes símbolos são respectivamente:
a) P, Ar, Sr.
b) Pb, Ag, Sb.
c) Po, S, Bi.
d) Pm, At, Sn.
e) Pu, Hg, Si.
02) Os números atômicos e de massa dos átomos A e B
são dados em função de “x”.
8x
5x + 12
3x + 4
A
4x – 1
B
Sabendo-se que o número de massa de A é igual ao número de
massa de B, podemos concluir que:
a) A e B pertencem ao mesmo elemento químico.
8x nêutrons.
= 5x + 12
8x – 5x = 12
b) B possui 16
12
c) o número atômico de A é 15.
3x = 12
x =
= 4
3 de prótons
d) o número de nêutrons é igual ao número
32
para o átomo A.
A
e) o número de massa de B é 33.
16
32
B
15
N = 32 N
– 16
= 32 – 15
N = 16 N = 17
Um átomo pode
PERDER ou GANHAR ELÉTRONS
para se tornar estável
(detalhes em ligações químicas),
nestes casos, será obtida uma estrutura
com carga elétrica chamada ÍON
Quando o átomo
PERDE elétrons o íon terá
CARGA POSITIVA
e será chamado de
CÁTION
56
26
Fe
3+
O átomo de ferro
PERDEU 3 ELÉTRONS
para produzi-lo
Quando o átomo
GANHA elétrons o íon terá
CARGA NEGATIVA
e será chamado de
ÂNION
16
8
O
2–
O átomo de oxigênio
GANHOU 2 ELÉTRONS
para produzi-lo
01) Os íon representados a seguir apresentam o mesmo(a):
o Ca tinha 20 elétrons e perdeu 2, ficando com 18 elétrons
a) massa.
o K tinha 19 elétrons e perdeu 1, ficando com 18 elétrons
b) raio atômico.
c) carga nuclear.
d) número de elétrons.
e) energia de ionização.
02) As afirmações referem-se ao número de partículas
constituintes de espécies atômicas:
0 0 Dois átomos neutros com o mesmo número
atômico têm o mesmo número de elétrons
1 1 Um ânion bivalente com 52 elétrons e número de
massa 116 tem 64 nêutrons
N = 116
A – 50
Z
2
N = 66
2 Um átomo neutro com 31 elétrons tem número
atômico igual a 31
o número de elétrons, num átomo neutro, é igual ao número de prótons;
então, um átomo com 31 elétrons terá número atômico 31
3 3 Um átomo, neutro, ao perder três elétrons,
mantém inalterado seu número atômico
uma variação no número de elétrons não altera o número atômico,
que depende apenas do número de prótons
4 4 Um cátion trivalente com 47 elétrons e 62
nêutrons tem número de massa igual a 112
A = 50 + 62 = 112
Comparando-se dois ou mais átomos, podemos
observar
algumas semelhanças entre eles
A depender da semelhança, teremos para esta
relação
uma denominação especial
35
17
37
Cl
17
Cl
A = 35
A = 37
Z = 17
Z = 17
N = 18
N = 20
Estesmesmo
átomosnúmero
possuem
o
Átomos que possuem
atômico
e diferentes
mesmonúmeros
númerode
atômico
e diferentes números
de são
nêutrons,
conseqüentemente,
números
massa
denominados
de
de massa
diferentes
ISÓTOPOS
1
1
2
H
1
hidrogênio 1
monotério
hidrogênio leve
H
hidrogênio 2
deutério
3
1
hidrogênio 3
tritério
hidrogênio pesado
Somente os isótopos do hidrogênio possuem
nomes especiais
H
trítio
Os demais isótopos são identificados pelo nome do
elemento químico seguido do seu respectivo número de
massa
12
C
6
carbono 12
13
C
6
carbono 13
14
6
C
carbono 14
40
20
Ca
40
19
K
A = 40
A = 40
Z = 20
Z = 19
N = 20
N = 21
Átomos que possuem mesmo número de massa e diferentes
Estes
átomos
possuem o
números
atômicos
mesmo
número de massa
são denominados
de
e diferentes
números atômicos
ISÓBAROS
40
20
Ca
39
19
K
A = 40
A = 39
Z = 20
Z = 19
N = 20
N = 20
Átomos que possuem mesmo número de nêutrons e diferentes
Estes átomos possuem o
números atômicos e de massa
mesmo número de nêutrons
são denominados de
e diferentes números atômicos e de massa
ISÓTONOS
01) Dados os átomos:
I)
80
35
Br
II )
80
36
Kr
0 0 I e II são isótopos.
1 1 II e IV são isóbaros.
2 2 I e IV são isótonos.
3 3 II e IV são isótopos.
4 4 III e IV são isóbaros
III )
81
35
Br
IV )
81
36
Kr
(I)
( II )
( III )
( IV )
Br
Kr
Br
Kr
A = 80
A = 80
A = 81
A = 81
Z = 35
Z = 36
Z = 35
Z = 36
N = 45
N = 44
N = 46
N = 45
02) (Vunesp) O elemento químico B possui 20 nêutrons, é
isótopo do elemento químico A, que possui 18 prótons,
e isóbaro do elemento químico C, que tem 16 nêutrons.
Com base nessas informações, pode-se afirmar que os
elementos A, B e C apresentam, respectivamente,
números atômicos iguais a:
a) 16, 16 e 20.
b) 16, 18 e 20.
c) 16, 20 e 21.
d) 18, 16 e 22.
e) 18, 18 e 22.
18
A
38
18
B
38
C
N = 20
N = 16
A=Z+N
Z=A-N
A = 18 + 20
Z = 38 - 16
A = 38
Z = 22
Em torno do núcleo do átomo temos
uma região denominada de
ELETROSFERA
A eletrosfera é dividida em 7 partes chamada
CAMADAS ELETRÔNICAS
ou
NÍVEIS DE ENERGIA
Do núcleo para fora estas camadas são representadas
pelas letras
K, L, M, N, O, P e Q
número máximo de elétrons,
por camada
K L M N O P Q
K = 2
L = 8
M = 18
N = 32
O = 32
P = 18
Q = 8
Os elétrons de um átomo são colocados, inicialmente, nas
camadas mais próximas do núcleo
23
11
80
35
Na
Br
K=2
K=2
L=8
L=8
M=1
M = 18
N=7
Verifica-se que a última camada de um átomo
não pode ter mais de 8 elétrons
Quando isto ocorrer, devemos colocar na mesma camada, 8 ou 18
elétrons
(aquele que for imediatamente inferior ao valor cancelado) e, o
restante na camada seguinte
40
20
Ca
K=2
L=8
M=8
10
N=2
120
53
K=2
L=8
I
M = 18
N = 18
25
O=7
01) Um átomo tem número de massa 31 e 16 nêutrons.
Qual o número de elétrons no seu nível mais externo?
a) 2.
b) 4.
A = 31
N = 16
Z=A–N
Z = 31 – 16
c) 5.
Z = 15
d) 3.
e) 8.
K = 2
L = 8
M = 5
Pesquisando o átomo, Sommerfeld chegou à conclusão que os
elétrons de um mesmo nível não estão igualmente distanciados
do núcleo
porque as trajetórias, além de circulares, como propunha Bohr,
também podem ser elípticas
Esses subgrupos de elétrons estão em regiões chamadas
de subníveis e podem ser
de até 4 tipos
s
p
d
f
 subnível “ s “, que contém até 2 elétrons
 subnível “ p “, que contém até 6 elétrons
 subnível “ d “, que contém até 10 elétrons
 subnível “ f “, que contém até 14 elétrons
Os subníveis em cada nível são:
K
1s
L
2s
2p
M
3s
3p
3d
N
4s
4p
4d
4f
O
5s
5p
5d
5f
P
6s
6p
6d
Q
7s
7p
Cada subnível possui um conteúdo energético, cuja ordem
crescente é dada, na prática pelo diagrama de Linus Pauling
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
5d
5f
6s
6p
6d
7s
7p
O átomo de cálcio possui número
atômico 20, sua distribuição eletrônica,
nos subníveis será...
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
O átomo de ferro tem número atômico
4f
26, sua distribuição eletrônica, nos
subníveis será:
5s
5p
5d
6s
6p
6d
7s
7p
5f
A partir desta distribuição, podemos
obter a seqüência nos níveis
01)Agrupando os subníveis 4f, 6p, 5s e 3d
em ordem
1s
2s
3s
crescente de energia,
teremos:
2p
3p
a) 5s, 3d, 4f, 6p.
3d
b) 3d, 4f, 6p, 5s.
4s
4p
4d
4f
5s
5p
5d
5f
6s
6p
6d
7s
7p
c) 6p, 4f, 5s, 3d.
d) 3d, 5s, 4f, 6p.
e) 4f, 6p, 5s, 3d.
02) O número de elétrons no
subnível 4p do átomo de
manganês (Z = 25) é igual
a:
a) 2.
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
c) 1.
5s
5p
5d
5f
d) 4.
6s
6p
6d
7s
7p
b) 5.
e) zero.
Para os CÁTIONS devemos
distribuir os elétrons como se eles fossem neutros e, em
seguida, da última camada
retirar os elétrons perdidos
26
1s
2
2s
2
2p
6
Fe
3s
2+
2
3p
6
4s
2
3d
6
Para os ÂNIONS devemos
adicionar os elétrons ganhos aos já existentes no átomo e, em
seguida distribuir o total
16
S
1s
2–
2
16 + 2 = 18 elétrons
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
01) O íon abaixo possui a configuração indicada
abaixo. Quantos prótons há neste íon?
X
a) 25.
b) 28.
c) 31.
d) 51.
e) 56.
3+
:
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
02) A seguinte configuração
1s
2
2s
2
2p
6
da eletrosfera de uma espécie química com número atômico 8,
refere-se a um:
a) átomo neutro.
b) cátion monovalente.
c) ânion bivalente.
d) cátion bivalente.
e) ânion bivalente.
Devido à dificuldade de calcular a posição exata de um elétron na eletrosfera,
o cientista Erwin Schordinger foi levado a calcular a região onde haveria
maior probabilidade de encontrar um elétron
Essa região foi chamada de ORBITAL
Nos subníveis teremos os seguintes números de orbitais:
subnível “ s “:
1 orbital
subnível “ p “:
3 orbitais
subnível “ d “:
5 orbitais
subnível “ f “:
7 orbitais
Em um mesmo orbital encontraremos, no máximo, 2 elétrons
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA NOS ORBITAIS
REGRA DE HUND
Coloca-se um elétron em cada orbital, da esquerda para a direita e, quando
todos os orbitais tiverem recebido o primeiro elétron é que colocamos o
segundo elétron, com sentido oposto
Os elétrons em um orbital são representados por setas
Distribuir nos orbitais os elétrons dos subníveis abaixo:
É o conjunto de
4 números que identificam
um elétron de um átomo
Identifica o nível de energia do elétron
nível do elétron
nº quântico principal
K
L
M
N O
P
Q
1
2
3
4
6
7
5
l
Identifica o subnível de energia do elétron
subnível do elétron
nº quântico secundário ( l )
s
p d
f
0
1
3
2
Os 5 elétrons do subnível abaixo possuem:
3p
5
n = 3:
Todos estão no 3º nível de energia
(camada “M”)
l = 1:
Todos estão no subnível “p”
Identifica o orbital do elétron
varia de – l até + l
Orbital “s” possui
l=0
Orbital “p” possui
l=1
Orbital “d” possui
l=2
Orbital “f” possui
l=3
0
–3
–1
0
+1
–2
–1
0
+1 +2
–2
–1
0
+1 +2 +3
Identifica o spin (rotação do elétron)
pode ser – 1/2 ou + 1/2
Vamos adotar a seguinte convenção:
1º elétron: s = – 1/2
2º elétron: s = + 1/2
01) Para o elemento ferro (Z = 26) a alternativa
verdadeira que indica o conjunto de números
quânticos do último elétron é:
a) 4, 0, 0 e +1/2.
n=3
b) 4, 0, 0 e – 1/2.
l =2
c) 3, 2, – 2 e +1/2.
m=–2
s = + 1/2
d) 3, 2, – 2 e – 1/2.
e) 4, 2, + 2 e + 1/2.
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
6
02) (UNICAP-PE) Esta questão diz respeito à estrutura
atômica.
0 0 Um orbital “ f ” comporta, no máximo, dois
elétrons.
1 1 Dois elétrons, em um orbital “ p ”, devem ser
representados assim:
2 2 O átomo de nitrogênio (Z = 7) apresenta três
elétrons não emparelhados.
2 de orbitais
2
3
3 3 O número
vazios,
no terceiro nível de
1s
2s
2p
um átomo que possui Z = 13, é 2.
2
2 tem configuração
6
2
1
0 1s
0
4 4 O1s
elemento
que
eletrônica
2s
2p
3s
3p
4s
3d
apresenta dois elétrons não emparelhados.
2
03) (PUC-SP) Assinale a alternativa falsa.
a) O número máximo de elétrons em cada orbital é 2.
b) No nível de número quântico principal 2 há quatro
orbitais.
c) No subnível “ 5f “ há 7 orbitais.
d) Os elétrons de um mesmo átomo podem ter no
máximo três números quânticos iguais.
e) 5, 1, 0 e – 1/2 são quatro números quânticos do
elétron de maior energia de um átomo elemento que
apresenta 6 elétrons na camada de valência.