Universidade do Estado do Amazonas – UEA Escola Superior de Tecnologia - EST – Química Geral  

 

Tópico3 - Estrutura Atômica

3.6 Configurações eletrônicas 3.6.1 Regra de Hund • As configurações eletrônicas nos dizem em quais

orbitais os elétrons de um elemento estão localizados. • Três regras:

ü Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de n.

ü Dois elétrons com o mesmo spin não podem ocupar o mesmo orbital (Pauli). ü Para os orbitais degenerados, os elétrons preenchem cada orbital isoladamente antes de qualquer orbital receber um segundo elétron (regra de Hund).

3.6.2 Configurações eletrônica condensadas • O neônio tem o subnível 2p completo. • O sódio marca o início de um novo período.

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• Logo, escrevemos a configuração eletrônica condensada para o sódio como Na: [Ne] 3s1

• [Ne] representa a configuração eletrônica do neônio. • Elétrons mais internos: os elétrons no [Gás Nobre]. • Elétrons de valência: os elétrons fora do [Gás Nobre].

3.6.3 Metais de transição • Depois de Ar, os orbitais d começam a ser

preenchidos. • Depois que os orbitais 3d estiverem preenchidos, os

orbitais 4p começam a ser preenchidos. • Metais de transição: são os elementos nos quais os

elétrons d são os elétrons de valência.

3.6.4 Lantanídeos e actinídeos • Do Ce em diante, os orbitais 4f começam a ser

preenchidos. • Observe: La: [Kr]6s25d14f1 • Os elementos Ce -Lu têm os orbitais 4f preenchidos e

são chamados lantanídeos ou elementos terras raras. • Os elementos Th -Lr têm os orbitais 5f preenchidos e

são chamados actinídeos. • A maior parte dos actinídeos não é encontrada na

natureza.

3.9 Configurações eletrônicas e a tabela periódica • A forma moderna da tabela periódica reflete a

estrutura eletrônica fundamental dos elementos. • O número do período é o valor de n. • As colunas na tabela periódica chamam-se grupos

(numeradas de 1A a 8A ou de 1 a 18 (IUPAC)). Estão relacionados ao número de elétrons na camada de valência do átomo.

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• Os grupos 1A e 2A (1 e 2) têm o orbital s preenchido. • Os grupos 3A -8A (13 a 18) têm o orbital p

preenchido. • Os grupos 3B -2B (3 a 12) têm o orbital d preenchido. • Os lantanídeos e os actinídeos têm o orbital f

preenchido. Não são numerados porque há pouca similaridade entre eles.

• A tabela periódica é utilizada para organizar os 114 elementos de modo significativo. Como consequência dessa organização, existem propriedades periódicas associadas à tabela periódica.

• Alguns dos grupos na tabela periódica recebem nomes especiais. • Estes nomes indicam as similaridades entre os

membros de um grupo: ü Grupo 1A: Metais alcalinos ü Grupo 2A: Metais alcalinos terrosos ü Grupo 6A: Calcogênio ü Grupo 7A: Halogênios ü Grupo 8A: Gases nobres

Configurações eletrônicas e a tabela periódica

Exercícios

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1. Explique resumidamente o modelo atômico de Thomson. 2. Explique resumidamente o modelo atômico de

Rutherford. 3. Responda as seguintes questões:

a) Quais as partículas subatômicas de um átomo? b) Qual a carga, em unidades de carga eletrônica, de cada uma das partículas? c) Qual das partículas é a mais pesada? d) Qual é a menos pesada?

4. Determine se cada uma das seguintes afirmações é verdadeira ou falsa, se for falsa corrija a afirmação, tornando-a verdadeira: a) O núcleo tem a maior parte da massa e constitui a maior parte do volume de um átomo; b) todo átomo de um elemento qualquer tem o mesmo número de prótons; c) O número de elétrons de um átomo é igual ao seu número de nêutrons; d) o núcleo de um átomo é constituído apenas de prótons.

5. Quantos prótons, nêutrons e elétrons existem nos seguintes átomos: a) 28Si b) 60Ni c) 85Rb d) 128Xe e) 195Pt f) 238U?

6. Qual é o número máximo de orbitais que podem ser identificados em cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos? Quando “nenhum” for a resposta correta, explique seu raciocínio. a) n = 3, l = 0, ml = +1 b) n = 5, l = 1 c) n = 7, l = 5 d) n = 4, l = 2, ml = -2

7. Um determinado orbital particular tem n = 4 e l = 2. Esse orbital tem de ser: a) 3p b) 3d c) 4f d) 4d.

8. Explique de maneira simples por que cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos não é possível para um elétron em um átomo.

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a) n = 2, l = 2, ml = 0 b) n = 3, l = 0, ml = -2 c) n = 6, l = 0, ml = 1

9. As seguintes configurações de camada de valência são possíveis para um átomo neutro. Qual é o elemento e qual é a configuração que representa o estado fundamental?

10. Qual é a configuração do estado fundamental

esperada para cada um dos seguintes elementos: a) titânio b) estrôncio c) tálio; d) manganês e) ósmio; f) rubídio?

11. Quais elementos terão as seguintes configurações eletrônicas de estado fundamental: a) [Kr]4d8 5s1 b) [Ne] 3s2 3p3 c) [Ar]4s2?

12. Responda as seguintes perguntas sobre os elementos com as configurações eletrônicas mostradas aqui:

A= [Ar]4s2 B = [Ar] 3d10 4s24p5

a) O elemento A é um metal, metalóide ou um não-metal?

b) O elemtento B é um metal, metalóide ou um não-metal?

13. Explique de modo simplificado por que cada um dos seguintes conjuntos de números quânticos não é possível para um elétron em um átomo. Em cada caso, altere o(s) valores incorreto(s) para obter um conjunto válido. a) n = 4, l = 2, ml = 0, ms = 0 b) n = 3, l = 1, ml = -3, ms = -1/2 c) n = 3, l = 3, ml =-1, ms = +1/2

14. O bromo é um elemento do grupo VIIA e do quarto período. Dê a configuração da sua camada de valência.

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15. O titânio é elemento do grupo IVB e do quarto período, qual deve ser a configuração dos elétrons externos do titânio no estado fundamental.

16. Quais os subníveis encontrados nas camadas n=3 e n=4.

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Referências bibliográficas

1) Brown, L. T.; Lemay Jr., H. E.; Bursten, B. E.; Burdge, J. R. Química a Ciência Central. 9ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

2) Russel, J. B. Química Geral v. 1 e v. 2, 2ª ed. São Paulo: Makron Books, 1994.

3) Brown, L. S.; Holme, T. A. Química Geral Aplicada à Engenharia, 1ª ed. São Paulo: Cengage Learning, 2009.

4) Jones, L.; Atkins, P. Princípios de Química – questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3ª ed. Artmed Bookman, 2006.