distribuição eletrônica

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Resumo da aula referente à: Estrutura eletrônica dos átomos e Tabela periódica
Lembrete: este resumo simplesmente abrange o assunto para melhor
entendimento é necessário consultar a bibliografia citada:
- Princípios de Química. Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente
Peter Atkins e Loretta Jones (Capítulo 1)
Distribuição dos elétrons no átomo: Camadas eletrônicas
Por terem cargas opostas, os elétrons e os prótons se atraem mutuamente. E, quanto
menor a distância que os separa, maior é a força de atração entre eles. Se existisse
apenas essa força de atração, seria de se esperar que os elétrons se chocassem com o
núcleo do átomo. Isso não ocorre porque os elétrons estão em movimento ao redor do
núcleo, sem perder a energia.
Um grupo de elétrons situado a uma mesma distanciado núcleo pertence a uma mesma
camada eletrônica (ou nível eletrônico).
Cada uma dessas camadas foi nomeada com uma letra. Esse modelo de distribuição foi
proposto por Bohr (1913). Na tabela a seguir apresenta o numero máximo que cada uma
das camadas pode comportar.
Camada
K
L
M
N
O
P
Q
Numero máximo
2
8
18
32
32
18
2
de elétrons
1. Distribuição dos elétrons nas camadas:
Para descobrir como os elétrons se distribuem, devem-se seguir as seguintes regras
praticas exemplo: consideremos um átomo do elemento sódio que tem numero atômico
11. Sabe-se que esse átomo possui 11 elétrons em sua eletrosfera.
Primeira: preenchem-se as camadas mais próximas do núcleo com o numero máximo
que cada uma delas comporta:
11Na
K
L
M
2
8
1
9F
K
L
M
2
7
15P
K
L
M
2
8
5
Segunda: a última camada de um átomo pode conter, no máximo, 8 elétrons:
19 K
K
L
M
N
2
8
8
1
Ressaltando: como a última camada pode apresentar no máximo 8 elétrons, passamos 1
elétron para a camada seguinte.
Terceira: As camadas N e O comportam no máximo 32 elétrons. Porém, se uma delas
corresponder a penúltima camada não poderá ter mais de 18 elétrons:
2
56Ba
K
L
M
N
O
P
2
8
18
28
2
8
18
20
8
2
8
18
18
10
2
8
18
18
8
2
Ressaltando que: a última camada comporta ate 8 elétrons, a penúltima camada
comporta ate 18 elétrons e a última camada comportam até 8 elétrons.
Distribuição eletrônica em subcamadas (subníveis)
Pesquisando o átomo, Sommerfeld (1916) chegou à conclusão de que os elétrons de um
mesmo nível não estão igualmente distanciados do núcleo porque as trajetórias, além de
circulares, como propunham Bohr, também podem ser elípticas. Esses subgrupos de
elétrons receberam o nome de subníveis e podem ser de até quatro tipos: s, p, d, f.
Essas letras são iniciais das palavras inglesas relacionadas com a análise das luzes
emitidas pelos elementos químicos quando aquecidos: s → sharp (nítido), p →
principal (principal), d → diffuse (difuso) e f → fine ( fino).
Numero máximo de elétrons em cada subnível
Subnível
s
p
d
f
Nº máximo de elétrons
2
6
10
14
Representação
s2
p6
d10
f14
A soma desses quatro números deve ser 32 (o maior número de elétrons existente num
mesmo nível).
Distribuição dos subníveis: Diagrama de Pauling
A distribuição dos elétrons em níveis funciona bem para átomos pequenos. Entretanto
para átomos maiores é mais fácil distribuir os elétrons em subníveis, de acordo com a
seguinte ordenação (baseada na distânciamáxima que pode atingir cada subnível em
relação ao núcleo).
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d
__a distância em relação ao núcleo aumenta, o que dificulta o recebimento de elétrons
Exercícios
1. Faça a configuração eletrônica em níveis e subníveis do escândio (Sc), número
atômico 21.
2. Faça a configuração eletrônica em níveis e subníveis do iodo (I), número
atômico 53.
Classificação periódica dos elementos
Os elementos químicos são agrupados segundo critérios de semelhança denominada de
tabela periódica.
 Na tabela periódica, os elementos são colocados em ordem crescente de número
atômico.
 A tabela possui sete linhas horizontais, que são chamadas de períodos.
 As colunas verticais da tabela correspondem às famílias ou grupos químicos.
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
As famílias A agrupam os elementos chamados representativos; as famílias B
agrupam os elementos de transição.
 As famílias dos elementos representativos recebem nomes especiais:
Coluna
Nome da família
Elementos
1A
Metais alcalinos
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
2A
Metais alcalinos terrosos Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
3A
Família do boro
B, Al, Ga, In, Ti
4A
Família do carbono
C, Si, Ge, Sn, Pb
5A
Família do nitrogênio
N, P, As, Sb, Bi
6A
Calcogênios
O, S, Se, Te, Po
7A
Halogênios
F, Cl, Br, I, At
8A
Gases nobres
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
O número da família a que pertence um elemento representativo indica o número de
elétrons da última camada.
 Os elementos são classificados em metais, não metais ou semi-metais.

Os metais são maleáveis (podem ser transformados em lâminas), apresentam
brilho característico, são bons condutores de calor e de eletricidade.

Os não-metais, também chamados ametais, são maus condutores de eletricidade e
de calor, e não apresentam brilho.

Os semi-metais possuem característica intermediaria entre metais e não-metais.

O hidrogênio (H) constitui um caso especial, não sendo classificado nestas três
categorias.

A maioria dos elementos é sólida nas condições ambientais normais (temperatura
de 25ºC e pressão de 1 atm). O hidrogênio, o nitrogênio, o oxigênio, o flúor, o cloro e os
gases nobres são gases. O mercúrio e o bromo são líquidos.
Distribuição eletrônica dos elementos químicos na tabela periódica:
4
Exercícios
1. Consultando a tabela periódica, classifique os elementos como metais, semimetais ou não-metais:
a. Mg
e. Fe
b. Ge
f. Sb
c. O
g. Cl
d. Al
h. Po
2. Indique o estado de agregação que estes elementos apresentam em condições
ambientais normais:
a. N
e. Br
b. Sn
f. O
c. Hg
g. Cl
d. U
h. Pt
3. Consultando a tabela periódica, classifique os seguintes elementos como
representativos ou de transição:
a. Ru
e. W
b. Na
f. Ar
c. Ac
g. Ce
d. Ba
h. Se
4.
a.
b.
c.
Em que famílias estão localizados os elementos com número atômico:
20
d. 19
34
e. 13
54
Propriedades periódicas
Cada elemento químico apresenta propriedades que lhe são características. Entretanto,
algumas propriedades repetem-se periodicamente, com relação ao número atômico,
sendo por isso chamada de propriedades periódicas.
Raio atômico, através de raio X pode-se determinar as posições dos núcleos dos dois
átomos vizinhos. Para os átomos de um mesmo elemento, o raio atômico vale a metade
da distância que separa os dois núcleos. Essa determinação é feita com o elemento no
estado sólido.
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O raio atômico nas famílias aumenta de cima para baixo e nos períodos da direita para a
esquerda, que está representado na figura a seguir.
Potencial de ionização ou energia de ionização é a energia necessária para arrancar um
elétron mais externo de um átomo no estado gasoso, convertendo-o num íon de carga
positiva. Quando um átomo perde ou recebe um ou mais elétrons, ele passa a apresentar
carga elétrica, e é chamado de íon.
Nas famílias o potencial de ionização aumenta de baixo para cima e, nos períodos, da
esquerda para direita, conforme o esquema abaixo.
Afinidade eletrônica, cada elemento apresenta maior ou menor capacidade de receber
elétrons. Ao receber um elétron, um átomo libera energia e fica com carga negativa. A
medida da energia liberada corresponde à afinidade eletrônica. Quanto maior o
potencial de ionização (dificuldade em ceder elétrons) maior a afinidade eletrônica
(facilidade em receber elétrons). Portanto a variação da afinidade eletrônica é a mesma
do potencial de ionização.
A afinidade eletrônica nas famílias aumenta de baixo para cima e nos períodos da
esquerda para direita. Conforme o próximo esquema.
Observação: os gases nobres não são considerados, por não receberem elétrons.
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Eletronegatividade, é uma medida comparativa que indica a tendência de um átomo a
atrair elétrons, ao formar compostos. Quanto menor o raio atômico, maior a
eletronegatividade. Portanto, a eletronegatividade é oposta ao raio atômico.
Nas famílias a eletronegatividade aumenta de baixo para cima e nos períodos da
esquerda para direita. Os gases nobres apresentam eletronegatividade zero.
A eletropositividade é a tendência oposta a eletronegatividade, ou seja, é a tendência a
ceder elétrons. Dizemos que os metais são bastante eletropositivos, principalmente os
alcalinos e os alcalinos-terrosos. Representado no esquema abaixo.
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Densidade
Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
Exercícios
1. Indique como variam numa mesma família de elementos as seguintes
propriedades periódicas:
a. raio atômico
b. potencial de ionização
c. eletronegatividade
2. Dados os elementos 13Al, 17Cl, 20Ca e 34Se, indique qual é o mais eletronegativo.
3. Considere os seguintes átomos neutros: A (18 elétrons), b (17 elétrons), C (11
elétrons) e D (2 elétrons):
a. A que família pertencem?
b. Coloque-os em ordem crescente os potenciais de ionização.
4.
5.
a.
b.
c.
Dentre os elementos da família 2A, qual deve possuir maior raio atômico?
Considere os elementos X (Z=20), Y (Z=34) e Z (Z=17):
A qual família pertence cada elemento?
Coloque-os em ordem crescente de raio atômico.
Coloque-os em ordem crescente de potencial de ionização.