Temática: Distribuição eletrônica
Nesta aula, você verá que em átomos com poucos elétrons,
todos os orbitais da mesma camada têm a mesma energia,
entretanto as energias dos orbitais dos átomos com muitos
elétrons são diferentes.
O átomo de hidrogênio, no seu estado fundamental, possui somente elétrons no orbital s. Quando recebe energia externa suficiente, os elétrons
passam para o nível 2, podendo ocupar qualquer orbital deste nível. Como
o orbital está mais distante do núcleo, consideramos que o átomo ocupará
um maior espaço. E, assim, quanto mais energia recebe, seus elétrons
passam para níveis mais externos.
Os elétrons são atraídos pelo núcleo, pois núcleo e elétrons têm cargas
opostas, e ao mesmo tempo os elétrons se repelem por terem cargas
iguais. Isso faz com que a energia dos elétrons aumente.
Em átomos com um número de elétrons maior, experimentalmente, verifica-se que a repulsão entre os elétrons faz com que a energia dos orbitais
seja diferente, mesmo estando na mesma camada. Assim, no nível 3 observamos que o orbital 3p tem mais energia que o orbital 3s e o 3d tem
ainda mais energia.
A mecânica quântica deduziu matematicamente uma ordem crescente para
a energia dos elétrons, pois estes desejam sempre estar da maneira mais
estável possível, ocupando sempre o nível menos energético disponível.
Linus Pauling (1901 – 1994) elaborou um dispositivo que fornece a seqüência energética crescente dos subníveis, conhecido como diagrama
de Pauling.
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s2
4p6
4d10
4f14
5s2
5p6
5d10
5f14
6s2
6p6
6d10
7s2
7p6
A ordem crescente de energia é então: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10, 7p6.
Quando uma camada estiver completa costuma-se dizer que a camada
está fechada.
A camada mais externa da distribuição eletrônica é denominada camada
de valência e os elétrons nela localizados são os elétrons de valência.
Geralmente, só os elétrons da camada de valência podem ser perdidos em
uma ligação química.
A camada mais energética de um átomo é a última camada da distribuição eletrônica.
25
Mn
Z = 25 elétrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
A camada de valência, no caso do manganês, corresponde à camada N.
A camada mais energética do manganês corresponde ao 3d5, onde:
Nível de
Energia
3d5
Subnível
Número de elétrons
O átomo como foi descrito é eletricamente neutro, porém alguns átomos,
sob determinadas condições, podem ganhar ou perder elétrons, ficando carregados eletricamente. Tais átomos carregados são chamados de
íons.
Sua mudança elétrica ocorre somente no número de elétrons e nunca no
número de prótons, e os elétrons mais externos serão usados para fazerem
as ligações químicas.
Quando um átomo ganha elétrons (que é negativo), passa a ficar com carga negativa em excesso. Os íons negativos recebem o nome de ânion.
Cl –, N3–
Um átomo que perde elétrons fica carregado positivamente, pois, originalmente, tinha o mesmo número de elétrons e prótons, e a partir do momento
em que ele perde carga negativa (elétrons) ficará carregado positivamente
e receberá o nome de cátion.
Na+ , Ca2+
E então gostou desta unidade? Nossa viagem, porém, não
acaba aqui, você irá adorar a próxima unidade, onde estudará o belíssimo mundo da tabela periódica. Este estudo será
útil para todo o seu curso de química, portanto estude-o muito bem para
não ter dificuldades no decorrer do curso. Vamos à próxima unidade.
I
Resumo - Unidade II
Por volta de 400a.C, os filósofos gregos Leucipo e Demócrito desenvolveram as primeiras idéias a respeito da constituição da matéria: os diferentes tipos de matéria seriam
formados por partículas minúsculas e indivisíveis e essa menor partícula
recebeu o nome de átomo.
A partir daí, diversos cientistas realizaram experimentos propondo modelos que determinassem as propriedades do átomo, mas, somente em
1908, Ernest Rutherford concluiu que:
• o átomo teria uma massa positiva e densa (denominada núcleo) que
desviava as partículas alfa;
• circulando em volta do núcleo estavam os elétrons, com carga negativa;
• existia um grande espaço vazio entre o núcleo e os elétrons;
• o núcleo é muito pequeno em relação ao elétron. Têm, respectivamente,
cerca de 10-14m e 10-9m de diâmetro;
• a massa do átomo estaria concentrada, em sua grande parte, no núcleo.
Então, os átomos, considerados por Demócrito e Leucipo como indivisíveis, tinham na realidade partículas subatômicas que foram denominadas
de prótons (carga positiva), nêutrons (neutro) e elétrons (carga negativa). Estas partículas estariam organizadas:
• no núcleo atômico: com prótons e nêutrons;
• na eletrosfera: com os elétrons.
A identidade química de um átomo é determinada pelo seu número de
prótons, representado pela letra Z (número atômico), esse número indica
também o número de elétrons de um átomo, uma vez que o mesmo é eletricamente neutro.
A massa das partículas subatômicas foi determinada pela relação carga/
massa (e/m). Em relação aos átomos dos diversos elementos químicos,
podemos estabelecer as seguintes relações:
ESTRUTURA DA MATéRIA I
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