Aulas 1 e 2

Atomística

Modelos Atômicos

Dalton - 1808Dalton - 1808

Primeiro cientista a desenvolverPrimeiro cientista a desenvolveruma teoria atômica, segundo a qualuma teoria atômica, segundo a quala matéria se compõe de partículasa matéria se compõe de partículasindestrutíveis chamadas indestrutíveis chamadas átomosátomos..

Dalton - 1808Dalton - 1808::

•• Compacto (indestrutível) Compacto (indestrutível)

•• Maciço Maciço

•• Indivisível Indivisível

•• Mesmo elemento - átomos Mesmo elemento - átomos idênticos idênticos

Modelos Atômicos

Modelos Atômicos

RutherfordRutherford e e Bohr Bohr

O átomo seria como um sistemaO átomo seria como um sistemasolar em miniatura, cujo " sol" - osolar em miniatura, cujo " sol" - onúcleonúcleo - concentra quase toda a - concentra quase toda amassa e toda a carga positiva domassa e toda a carga positiva dosistema.sistema.

Modelos Atômicos

RutherfordRutherford e e Bohr Bohr

Os Os elétronselétrons estão gravitando em estão gravitando emtorno do núcleo, em órbitas elípticas,torno do núcleo, em órbitas elípticas,cuja soma de cargas negativas é igualcuja soma de cargas negativas é iguala carga positiva nuclear - equilíbrioa carga positiva nuclear - equilíbrioelétrico e conseqüente estabilidadeelétrico e conseqüente estabilidadedo conjunto.do conjunto.

Modelos Atômicos

RutherfordRutherford e e Bohr Bohr

Núcleo

Eletrosfera

Modelos Atômicos

•• O átomo é divisível;O átomo é divisível;

•• O átomo é um sistema O átomo é um sistema descontínuo (predominância descontínuo (predominância de espaços vazios). de espaços vazios).

RutherfordRutherford e e Bohr Bohr

Átomo

Prótons (+)Prótons (+)

Nêutrons Nêutrons (0)(0)

Modelos Atômicos

Elétrons (-)Elétrons (-)Eletrosfera Eletrosfera --

NúcleoNúcleo

MassasPróton = 1Próton = 1NêutronNêutron = 1 = 1Elétron = 1/1836Elétron = 1/1836

1 K - 22 L - 83 M - 184 N - 325 O - 326 P - 187 Q - 2

Camadas ouníveis deenergia

Eletrosferanº elétronsnº elétrons

s - 2p - 6d - 10f - 14

Subníveis deenergia

Eletrosferanº máximonº máximode elétronsde elétrons

1 K - 1s2 L - 2s 2p3 M - 3s 3p 3d4 N - 4s 4p 4d 4f5 O - 5s 5p 5d 5f6 P - 6s 6p 6d7 Q - 7s

Seqüência deenergia dossubníveis

Eletrosferanº elétronsnº elétrons

Números Quânticos

SommerfeldSommerfeld - - Órbitas Órbitas elípticas elípticas

LouisLouis De De BroglieBrogliePrincípio da DualidadePrincípio da Dualidade

“À toda partícula em“À toda partícula emmovimento está associadamovimento está associadauma onda e vice-versa.”uma onda e vice-versa.”

Números Quânticos

HeisembergHeisembergPrincípio da IncertezaPrincípio da Incerteza

“Jamais poderemos determinar“Jamais poderemos determinarsimultaneamente a posição exatasimultaneamente a posição exatade uma partícula em movimentode uma partícula em movimentoe sua velocidade em um dadoe sua velocidade em um dadoinstante .”instante .”

Números Quânticos

SchrondingerSchrondingerEm 1926, sem saber a trajetóriaEm 1926, sem saber a trajetóriado elétron, deduziu regiões dodo elétron, deduziu regiões doespaço com maior probabilidadeespaço com maior probabilidadede encontrar-se um elétron,de encontrar-se um elétron,denominadas denominadas orbitaisorbitais..NÍVELNÍVEL SUBNÍVEL SUBNÍVEL ORBITALORBITAL

Números QuânticosA mecânica quântica de A mecânica quântica de MaxMaxPlankPlank (1900), juntamente com (1900), juntamente comteorias anteriores, possibilitou ateorias anteriores, possibilitou aidentificaçãoidentificação dos elétrons por dos elétrons pormeio dos meio dos números quânticosnúmeros quânticos::

•• principal ( principal (nn););•• secundário ( secundário (ll););•• magnético( magnético(mm); e); e•• spin spin ( (ss))

K 1 2L 2 8M 3 18N 4 32O 5 32P 6 18Q 7 2

Níveis deenergia

=Camadas do

elétron

nº nº máxmáx. elétrons. elétrons

Número Quântico PrincipalNúmero Quântico Principalcamadacamada nn

2.2.nn22

s 0 2p 1 6d 2 10f 3 14

Subníveisde

energia

Número Quântico SecundárioNúmero Quântico Secundárioou Azimutalou Azimutal

nº nº máxmáx..elétronselétronssubnívelsubnível ll

O nº de orbitais é dado pela expressão:O nº de orbitais é dado pela expressão:2.2.ll + 1 + 1

s 1 orbital 0

p 3 orbitais -1 0 +1

d 5 orbitais -2 -1 0 +1 +2

f 7 orbitais -3 -2 -1 0 +1 +2 +3

Indica o orbital dentro do subnívela que pertence o elétron e tem osvalores de -3 a +3 (m).

Número Quântico Magnético (m)Número Quântico Magnético (m)

- ½ + ½

Número Quântico de Número Quântico de Spin Spin (s)(s)Princípio de Exclusão de Princípio de Exclusão de PauliPauli

“Num orbital, encontraremos,“Num orbital, encontraremos,no máximo, no máximo, 2 elétrons2 elétrons e de e de spinsspinsopostos.”opostos.”

S S ==

Completo

Incompleto

Vazio

Número Máximo de Elétrons nosOrbitais de um SubnívelRegra de Regra de HundHund“Até que todos os orbitais tenham“Até que todos os orbitais tenhamrecebido o seu 1º elétron, nenhum orbitalrecebido o seu 1º elétron, nenhum orbitalreceberá o 2º elétron.”receberá o 2º elétron.”

•• O O nº quântico principalnº quântico principal é escrito é escritocom a letra referente aocom a letra referente ao subnível subnível((22s = Camada s = Camada LL; ; subnívelsubnível ss););

•• A distribuição de elétrons nos A distribuição de elétrons nossubníveissubníveis é feita na ordem é feita na ordemcrescente de energiacrescente de energia;;

Sequência energética dossubníveis

•• Tem maior energia o Tem maior energia o subnívelsubnívelque apresenta a maior soma dosque apresenta a maior soma dosnúmeros quânticos números quânticos principalprincipal e esecundáriosecundário ( (nn + + ll););

•• Caso haja empate, o mais Caso haja empate, o maisenergético será o energético será o subnívelsubnível com commaior valor de maior valor de nn.. Ex Ex: 4f > 6s ; 6p > 5d: 4f > 6s ; 6p > 5d

Sequência energética dossubníveis

Diagrama de Linus Pauling

1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p 5d 5f6s 6p 6d7s

OrdemOrdemcrescentecrescentede energiade energia

Número Atômico - ZNúmero Atômico - Z

Número associado à carga nuclear,Número associado à carga nuclear,ou seja, ao nº de prótons existentesou seja, ao nº de prótons existentesno núcleo.no núcleo.

Z = p = eZ = p = e

e = nº elétrons -e = nº elétrons - eletrosfera eletrosfera

9292UUZ = 92p = 92e = 92

Número de Massa - ANúmero de Massa - A

Número que corresponde à somaNúmero que corresponde à somade prótons (p) e de de prótons (p) e de nêutrons nêutrons (n)(n)existentes no núcleo.existentes no núcleo.

A = p + nA = p + n

n = A - Zn = A - Z

n = nº n = nº nêutronsnêutrons - núcleo - núcleo

Elemento QuímicoElemento QuímicoConjunto de átomos de mesmo nºConjunto de átomos de mesmo nºatômico.atômico.

AA

Z Z XXouou

AA

Z Z XX

ÍonsÍons

Elementos químicos (ou grupo deElementos químicos (ou grupo deelementos) que possuem carga positivaelementos) que possuem carga positiva((cátionscátions) ou negativa () ou negativa (ânionsânions) ) p p ≠≠≠≠ e e..

NaNa++ OO2-2-

p > ep > e p < ep < e

IsótoposIsótopos

Átomos que possuem o mesmo Átomos que possuem o mesmo nºnºatômicoatômico (Z). (Z).

11

1 1 HH 22

1 1 HH 33

1 1 HH

prótio prótio deutério deutério trítio trítio

IsóbarosIsóbaros

Átomos que possuem Átomos que possuem númerosnúmerosatômicosatômicos (Z) diferentes e mesmo (Z) diferentes e mesmonúmero de massanúmero de massa (A). (A).

4040

18 18 ArAr 4040

20 20 CaCa

IsótonosIsótonos

Átomos com Átomos com nnosos atômicos atômicos diferentes,diferentes,nnosos de massa de massa diferentes, mas que diferentes, mas queapresentam o mesmo apresentam o mesmo nnoo de de nêutronsnêutrons..

2727

13 13 AlAl 2828

14 14 SiSi