“Um novo jeito de se aprender química”
Helan Carlos e Lenine Mafra- Farmácia- 2014.2
ATENÇÃO: Não sou o detentor dos direitos e também
não tenho a intenção de violá-los de nenhuma imagem,
exemplo prático ou material de terceiros que porventura
venham a ser utilizados neste ou em qualquer outro
material.
ÁTOMOS, ÍONS E CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
Átomo
A palavra átomo foi definida inicialmente como uma unidade indivisível e seu
termo é utilizado até os dias atuais. Sabe se que com o passar dos anos, novos estudos
experimentais foram realizados e novos modelos atômicos surgiram. Hoje o modelo
atômico atual é um modelo matemático-probabilístico que se baseia em dois
princípios, princípios da incerteza de Heisenberg e princípio da dualidade da matéria. E
é com base nesse modelo que seguiremos com as nossas discussões.
Núcleo atômico
O núcleo atômico é uma pequena região localizada no centro do átomo, sendo
constituído por prótons e nêutrons. Os prótons são partículas de carga elétrica positiva
cuja massa é de aproximadamente 1.837 vezes superior a massa do elétrons. Já os
nêutrons são partículas sem cargas que possui massa similar a do próton, somando
assim quase toda a massa do átomo.
NÚMERO ATÔMICO (Z): A quantidade de prótons presente no núcleo representa o
número atômico(Z) de um elemento químico, ele quem vai diferenciar um elemento
químico de outro. Caso este elemento esteja no seu estado neutro ele também
possuirá o mesmo número de elétrons.
OBS: É de importância saber que cada átomo possui o seu número atômico e vale
lembrar que os ISÓTOPOS são elementos químicos iguais em número de prótons, no
entanto em estados físicos diferentes.
P= Z
P: Número de prótons
Z: Número atômico
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Exemplos:
Na (sódio) Z=11
He (hélio) Z=2
Br (bromo) Z=84
NÚMERO DE MASSA (A): O número de massa é considerado o peso do átomo, a qual é
obtida através da soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (n) presente em um
átomo.
A= P + n
P: Número de prótons
n: Número de nêutrons
A partir do número atômico, temos o número de prótons e de elétrons do
átomo (considerando o átomo sempre como um estado neutro). Dado então o número
atômico de um elemento e seu número de massa, é possível saber o número de
nêutron do elemento substituindo o A e o p na fórmula. Então podemos utilizar
também a fórmula:
n=A–p
Exemplo:
K (Potássio) A = 39
Se o K tem A = 39 e Z = 19, qual o número de n (nêutrons)?
n= 39 – 19
n=20
Então temos;
Z
(Número atômico)
XA
(Número de massa)
Onde X: Símbolo do elemento
2
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Vamos colocar o conhecimento em prática? Então defina o número de partículas dos
seguintes elementos:
40
20Ca
(CÁLCIO)
Número atômico → Z = 20
Número de prótons → P = Z = 20
Número de elétrons → P = Z = e = 20
Número de nêutrons → n = A – P
n = 40 – 20
n = 20
Número de massa → A = P + n
A = 20 +20
A = 40
Íons
Um elemento para estar no seu estado neutro e ser considerado átomo é
necessário que tenha a mesma quantidade de prótons e elétrons, quando não existe
esta igualdade, surge então novas espécies químicas denominadas íons. Portando íons
são átomos que perderam ou ganharam elétrons de acordo as suas afinidades em uma
determinada reação.
Átomo
P=e
≠
Íons
p≠é
Os íons podem ser classificados em:
Ânion (íon negativo): átomo que recebe elétrons e fica carregado negativamente.
Exemplos: F-1, Cl-1,O-2.
Cátion (íon positivo): átomo que perde elétrons e adquire carga positiva. Exemplos:
Mg+2, Al+3, Pb+4.
3
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Exemplos de ionização de elementos químicos:
35
17Cl
→ 17Cl35 -
Átomo neutro recebe 1 elétron
ÁTOMO
17 PRÓTONS
17 ELÉTRONS
18 NÊUTRONS
ÍON (ÂNION)
17 PRÓTONS
18 ELÉTRONS
18 NÊUTRONS
20Ca
40
→ 20Ca2+
Átomo neutro perde 2 elétrons
ÁTOMO
20 PRÓTONS
20 ELÉTRONS
20 NÊUTRONS
ÍON (CÁTION)
20 PRÓTONS
18 ELÉTRONS
20 NÊUTRONS
Isótopos, isóbaros, isótonos e isoelétricos
Os isótopos, isóbaros, isótonos e isoelétricos são classificações dos átomos dos
elementos químicos presenta na tabela periódica, de acordo com a quantidade de
prótons, elétrons e nêutrons presentes em cada um deles.
ISÓTOPOS:
São átomos que possuem mesmo número de prótons (Z) e diferente número de
massa (A) e sendo assim, consequentemente, diferente número de nêutrons.
Os isótopos podem ser considerados também átomos de um mesmo elemento
químico e possuem suas propriedades químicas iguais, pois este fator está relacionado
com a estrutura de sua eletrosfera no entanto, possui propriedades físicas diferentes,
já que este fator depende da massa do átomo, que no caso, são diferentes.
Um exemplo é os três isótopos do elemento hidrogênio, que por sinal, são os
únicos que possuem nomes especiais cada, sendo eles hidrogênio, deutério e trítio.
1H
1
1H
2
1H
3
4
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(HIDROGÊNIO) MAIS ABUNDANTE
01 PRÓTONS
01 ELÉTRONS
00 NÊUTRONS
(DEUTÉRIO)
(TRÍTIO)
01 PRÓTONS
01 ELÉTRONS
01 NÊUTRONS
01 PRÓTONS
01 ELÉTRONS
02 NÊUTRONS
Alguns átomos de carbono apresentam 6 prótons e 8 nêutrons, estes recebem
o nome de carbono-14, considerado um isótopo radioativo utilizado para revelar a
idades de fósseis. Porém o tipo mais comum do carbono é o carbono-12, com 6
prótons e 6 nêutrons.
12
6C
(CARBONO) MAIS ABUNDANTE
06 PRÓTONS
06 ELÉTRONS
06 NÊUTRONS
14
6C
(C.RADIOATIVO)
06 PRÓTONS
06 ELÉTRONS
08 NÊUTRONS
Curiosidade importante dos isótopos de hidrogênio
01- A água rica em deutério é conhecida como água pesada.



A água pesada também é chamada de óxido de deutério de fórmula D 2 O ou
2H O, quimicamente semelhante á agua normal porém com átomos de
2
hidrogênios mais pesado denominada de deutério.
A água pesada é utilizada na captura de neutrinos.
A água rica em deutério é ótima para resfriamento dos reatores nucleares
02- A água rica em sais é chamada de água dura
 A água dura é rica em sais minerais contendo os íons Ca2+, Mg2+ e Fe2+.
 A água dura não oferece risco a saúde, mas tem-se um certo incômodo por
causa do acúmulo mineral em dispositivos elétricos e tubulações
 A água salora é imprópria para o consumo humano devido a presença de
alguns sais, mas para água ser necessariamente dura ela deve conter os sais
citados a cima.
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ISOBÁROS;
São átomos de diferentes números de próton, mas que possuem o mesmo número
de massa (A). Assim, são átomos de elementos químicos diferentes, mas que têm mesma
massa, já que um maior número de prótons será compensado por um menor número de
nêutrons, e assim por diante. Desse modo, terão propriedades físicas e químicas
diferentes.
40
18Ar
(ARGÔNIO)
18 PRÓTONS
11 ELÉTRONS
22 NÊUTRONS
40
20Ca
(CÁLCIO)
06 PRÓTONS
06 ELÉTRONS
08 NÊUTRONS
NÚMERO DE MASSA= 40
ISÓTONOS
São átomos de diferentes números de prótons e de massa, mas que possuem mesmo
número de nêutrons. Ou seja, são elementos diferentes, com propriedades físicas e
químicas diferentes.
11
5B
(BORO)
12
6C
(CARBONO)
05 PRÓTONS
05 ELÉTRONS
06 NÊUTRONS
06 PRÓTONS
06 ELÉTRONS
06 NÊUTRONS
ISOELÉTRICOS
São espécies químicas que apresentam o mesmo número de elétrons e tendo assim
estruturas eletrônicas semelhantes. Eles apresentam as mesmas estruturas de Lewis,
possuindo um mesmo número de elétrons na camada de valência.
Exemplos de uma série de elementos isoelétricos;
Com 2 elétrons → 2He; 3Li+; 4Be2+; 1HCom 10 elétrons → 10Ne, 11Na+; 12Mg2+; 13Al3+
RESUMINDO
ISÓTOPOS
 ISÓBAROS
 ISÓTONOS
 ISOELÉTRICOS

IGUAL EM NÚMERO DE PRÓTONS
 ELEMEMENTOS QUÍMICOS IGUAIS E FÍSICOS DIFERENES
IGUAL EM NÚMERO DE MASSA
QUÍMICOS E FÍSICOS DIFERENTES
IGUAL EM NÚMERO DE NÊUTRONS
 QUÍMICOS E FÍSICOS DIFERENTES
IGUAL EM NÚMERO DE ELÉTRONS
 QUÍMICOS E FÍSICOS DIFERENTES
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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
01- Segundo a representação dos elementos químicos abaixo, o cálcio (Ca), o
potássio (K) e o argônio (Ar) podemos classificá-los como isótopos, isótonos ou
isóbaros?
20Ca
40,
40,
19K
18Ar
40
DISCURSSÃO: Se na representação do elemento químico, o número de massa
corresponde a soma dos prótons e dos nêutrons (A= p + n) na representação acima,
nota-se que os números que aparecem na parte superior da letra são iguais: 40.
RESPOSTA: Dessa forma, conclui-se que o cálcio, o potássio e o argônio são
elementos isóbaros visto que possuem o mesmo número de massa (A) e diferentes
números atômico (Z), estes, representado pelos números localizados na parte inferior
do elemento (20, 19, 18).
02- De acordo com a classificação dos elementos químicos (isótopos, isóbaros e
isótonos), agrupe os átomos apresentados:
90A
232,
234, C233, D233, E234.
91B
90
92
93
DISCURSSÃO: Note que todos os elementos acima apresentam o número de massa e o
número atômico, contudo não apresentam o número de nêutrons. Dessa maneira,
para agrupá-los segundo a classificação química (isótopos, isóbaros e isótonos), devese calcular o número de nêutrons presentes em cada elemento, pela fórmula (A= p +
n):
Elemento A: 90A232
A= p + n
232=90+n
232-90=n
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142=n
Elemento B: 91B234
A= p + n
234=91+n
234-91=n
143=n
Elemento C: 90C233
A= p + n
233=90+n
143=n
Elemento D: 92D233
A= p + n
233=92+n
141=n
Elemento E: 93E234
A= p + n
234=93+n
141=n
RESPOSTA: Os elementos A e C são isótopos pois possuem o mesmo número atômico
e diferentes números de massa; os elementos (B e E) e (C e D) são isóbaros uma vez
que possuem mesmo número de massa e diferentes números atômicos; e, por fim, os
elementos (B e C) e (D e E) são isótonos pois apresentam o mesmo número de
nêutrons e diferentes números de massa e número atômico.
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ELÉTRONS
Os elétrons são partículas subatômicas de carga elétrica negativa, localiza-se na
elestrosfera circundando o núcleo atômico sendo responsável pela criação de campos
magnéticos elétricos. A quantidade de elétrons e prótons presentes em um átomo é a
mesma, justificando a neutralidade do átomo. Um próton na presença de outro próton
se repele, o mesmo ocorre com os elétrons, mas entre um próton e um elétron existe
uma força de atração denominada atração elétrica a qual é responsável por tornar o
átomo estável.
Como citado anteriormente, os elétrons localiza-se na elestrosfera e eles giram
em orbitas específicas e de níveis energéticos bem definidos e, sempre que um elétron
muda de órbita (ou camada), um pacote de energia será emitido ou absorvido. Há no
máximo sete camadas ao redor do núcleo e são representadas pelas letras K, L, M, N,
O, P e Q a partir do núcleo. A camada mais externa é também a mais energética.
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
A configuração eletrônica de um átomo ou íons, nada mais é do que uma
descrição da distribuição dos seus elétrons em níveis e subníveis de energia.
Níveis de energia ou camadas eletrônicas: É um estado quântico de um elétron cuja
energia está bem definida ao longo do tempo. No átomo temos sete níveis de energia
que são representados pelos números n=1, 2, 3, 4, 5, 6, e 7. Esses números foram
também designados por K, L, M, N, O, P e Q. Na prática, cada nível de energia (camada)
comporta uma quantidade máxima de elétrons.
NÍVEL
CAMADA
QUANTIDADE MÁXIMA DE ELÉTRONS
1
2
3
4
5
6
7
K
L
M
N
O
P
Q
2
8
18
32
32
18
8
9
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Subníveis de energia: Os níveis de energia são subdivididos em subníveis de energia
e são designados pelas letras.
s (sharp = nítido), p (principal), d (diffuse = difuso), f (fundamental), g, h e i.
Sendo esses 3 últimos ausentes do diagrama convencional, pois, apesar de
existirem na teoria, não há átomo que possua tantos elétrons e que seja necessário
utilizar esses subníveis.
Número máximo de elétrons em cada subnível experimental
S
2
P
6
D
10
F
14
Então temos;
NÍVEL
CAMADA
SUBNÍVEL
QUANTIDADE MÁXIMA DE ELÉTRONS
1
2
3
4
5
6
7
K
L
M
N
O
P
Q
s2
2 6
s p
2 6 10
s p d
s2 p6 d10 f14
s2 p6 d10 f14
s2 p6 d10
s2 p6
2
8
18
32
32
18
8
A eletrosfera, a tendência é que os elétrons ocupem a posição de menor
energia, ou seja, as mais próximas do núcleo. Um elétron do nível 3 possui mais
energia do que um elétron do nível 2. Quanto menor a energia, maior a estabilidade. A
sequência de ocupação dos subníveis segue uma ordem crescente de energia. Essa
ordem é descrita pelo diagrama de Pauling, escrito por Linus Pauling, e está
representado na figura a seguir:
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O diagrama deve ser preenchido na seguinte ordem: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10,
4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6, 7s2, 5f14, 6d10, 7p6.
DICAS BÁSICAS E ESSENCIAS
1. O número atômico (Z) do elemento é a quantidade de elétrons a ser distribuída,
esse número fica na parte superior do símbolo do elemento.
2. No caso de íons, quando um átomo perde ou ganha elétrons, o número de elétrons
difere do número de prótons no átomo. Dessa forma, a configuração consiste em
colocar ou retirar elétrons da camada de valência, após feita a distribuição. Vale
lembrar que os elétrons são retirados da últimas camada e não do último subnível
energético.
3. Utilizando o diagrama de Pauling, comece a distribuir os elétrons de cima para
baixo, levando em consideração a ordem crescente de energia (orientada pelo sentido
das setas).
4. Deve-se observar a ordem energética dos subníveis de energia que infelizmente não
é igual à ordem geométrica, como por exemplo o 3d10 é mais energético que 4s2 . Isso
porque subníveis de níveis superiores podem ter menor energia total do que subníveis
inferiores. A energia de um subnível é proporcional à soma (n + l) de seus respectivos
números quânticos principal (n) e secundário (l). O número quântico azimutal ou
secundário, representado pela letra l, especifica a subcamada e, assim, a forma do
orbital. Pode assumir os valores 0, 1, 2 e 3, correspondentes às subcamadas s, p, d, f.
5. A Camada de Valência é o último nível de uma distribuição eletrônica, normalmente
os elétrons pertencentes à camada de valência, são os que participam de alguma
ligação química.
6. Cada orbital pode conter somente dois elétrons com spins contrários (princípio de
exclusão de Pauling).
7. Os átomos tendem a ficar com a configuração de um gás nobre, ou seja, com 8
elétrons na última camada de valência.
8. Existe também a configuração eletrônica condensada onde os elétrons de césnio são
substituídos por um gás nobre anterior ao elemento químico em questão.
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EXCEÇÕES NO DIAGRAMA DE LINUSS PAULING
Existe na tabela periódica alguns elementos que sua configuração eletrônica
não seguem rigorosamente o diagrama de energia, são considerados elementos de
transição como o Cr24, Mo42, Cu29,Ag47 e Au79.
CONFIGURAÇÃO DE ACORDO O DIAGRAMA
CONFIGURAÇÃO CORRETA
Cr24 = 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d4
Cr24 = 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d5
Mo42= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, Mo42= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10,
5s2, 4d4
4p6, 5s1, 4d5
Cu29= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d9
Cu29= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d10
Ag47= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, Ag47= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6,
5s2, 4d9
5s1, 4d10
Au79= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, Au79= 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6,
5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d9
5s2, 4d10, 5p6, 6s1, 4f14, 5d10
A explicação para tal alteração é devido a busca pela estabilidade eletrônica,
quando os átomos encontra-se na configuração s2d4 ou s2d9, você tem o subnível s
totalmente preenchido, mas o subnpivel mas o subnível d com 4 e 9 elétrons
respectivamente
desemparelhados(em elevado grau de instabilidade), logo um
elétron é cedido do subnível s para o subnível d, permanecendo os dois em
semipreenchidos e preenchido (ambos com grau de estabilidade maior do que na
situação anterior).
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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
Dados as informações, responda:
26Fe
56
01- Ordem energética (Ordem crescente de energia).
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6
02- Ordem geométrica (ordem de camada).
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d6, 4s2
03- Subnível de maior energia e quantos elétrons possui.
3d6, possui 6 elétrons.
04- Distribuição eletrônica da última camada (camada de valência) e quantos
elétrons possui.
4s2, possui 2 elétrons.
05- Distribuição por camadas ou níveis de energia.
NÍVEL
CAMADA
SUBNÍVEL
QUANTIDADE MÁXIMA DE
ELÉTRONS
DISTRIBUIÇÃO
ELETRÔNICA
1
2
3
4
K
L
M
N
S
sp
spd
spdf
2
8
18
32
1s2
2p6
3s2, 3p6, 3d6
4s2
2s2,
06- Configuração eletrônica condensada.
[Ar] 4s2, 3d6
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Dados as informações do íon ferro abaixo, responda:
26Fe
+3
01- Ordem energética (Ordem crescente de energia).
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d5
(Vale a pena observar que os elétrons retirados foram da última camada 4s2 e um do subínel 3d6)
02- Ordem geométrica (ordem de camada).
1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d5
03- Subnível de maior energia e quantos elétrons possui.
3d5, possui 5 elétrons.
04- Distribuição eletrônica da última camada (camada de valência) e quantos
elétrons possui.
3s2, 3p6, 3d5, possui 13 elétrons.
05- Distribuição por camadas ou níveis de energia
NÍVEL
CAMADA
SUBNÍVEL
QUANTIDADE MÁXIMA DE
ELÉTRONS
DISTRIBUIÇÃO
ELETRÔNICA
1
2
3
K
L
M
S
sp
spd
2
8
18
1s2
2p6
3s2, 3p6, 3d6
2s2,
06- Configuração eletrônica condensada.
[Ar]3d5
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

FELTRE, Ricardo - Fundamentos da Química (4ª edição), São Paulo - 2005 (Ed.
Moderna).

ATKINS, P ; JONES L.Princípios de química:questionando a vida moderna e o meio
ambiente.1ed.Porto Alegre:Bookman,2001

RUSSEL, John B. Química Geral. 2. ed. São Paulo:Makron Books, 1994.

BROWN, Theodore L.et al.Química: a ciência central. 9. ed.São Paulo:Pearson
Prentice Hali,2007.
SITES UTILIZADOS COMO FONTE:

http://www.soq.com.br/


http://www.mundoeducacao.com/
http://www.brasilescola.com/quimica
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