Ciências Físico-químicas - 9º ano de escolaridade
Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
1 – ESTRUTURA ATÓMICA
A origem dos átomos
Estrutura atómica
Número atómico, número de massa e isótopos
Massa das partículas
Distribuição eletrónica
Formação de iões
Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
OBJETIVOS
•
Identificar as partículas constituintes dos átomos;
•
Visualizar os átomos em termos de nuvem eletrónica;
•
Comparar tamanhos e massas de átomos diferentes;
•
Identificar os iões a partir dos átomos correspondentes;
•
Distribuição dos eletrões nos átomos e nos iões;
•
Relacionar a organização da Tabela Periódica com a estrutura atómica dos
elementos;
•
Reconhecer o átomo como unidade estrutural básica de toda a matéria;
•
Conhecer a constituição do átomo;
•
Identificar propriedades das partículas subatómicas;
•
Descrever o modelo da nuvem atómica;
•
Estabelecer comparações entre as massas e/ou as dimensões dos átomos e das
partículas subatómicas.
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
QUESTÃO: COMO SE DISTRIBUEM OS ELETRÕES NOS ÁTOMOS E NOS IÕES?
•
Os eletrões de um átomo não têm todos a mesma energia; distribuem-se por níveis de energia
•
Os níveis de energia são caraterizados por um numero, n, que pode tomar valores inteiros de 1 a 7.
•
A energia dos eletrões que se encontram mais próximos do núcleo é menor do que a energia dos
eletrões que se encontram mais afastados, visto estes estarem menos atraídos pelo núcleo.
•
Cada nível de energia também pode ser designado por camada, K, L, M N…
Nível 1  camada K
Nível 2  camada L
Nível 3  camada M
Nível 4  camada N
Num átomo, os eletrões estão distribuídos por níveis de energia
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
QUESTÃO: QUAL O NÚMERO MÁXIMO DE ELETRÕES POR NÍVEL ENERGÉTICO?
•
Cada nível de energia tem um valor de energia bem definido, ou seja,
está quantificado, e só pode conter um determinado número máximo
de eletrões, dado pela expressão 2n2, em que n é o número do nível
eletrões de um nível de
energia é dado pela
energético.
•
O número máximo de
Os eletrões distribuem-se por ordem crescente de energia, isto é,
expressão 2n2,
ocupam primeiro níveis de energia mais próximos do núcleo.
Nível de energia
(n)
Número máximo de
eletrões (2n2)
Camada
1
2 x 12 = 2 x 1 = 2
K
2
2 x 22 = 2 x 4 = 8
L
3
2 x 32 = 2 x 9 = 18
M
4
2 x 42 = 2 x 16 =32
N
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Nível 4
Nível 3
Nível 2
Nível 1
NÚCLEO
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Energia crescente
Distribuição eletrónica
n=4
n=3
(…)
n=2
n=1
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
•
•
A distribuição ou configuração eletrónica de um átomo
Principio da energia mínima
mostra como estão distribuídos os seus eletrões pelos
Os átomos têm tendência a encontrar-se no
vários níveis de energia.
estado mais estável, que é aquele a que
O último nível de energia preenchido não pode ter
corresponde a menor energia possível, ou
mais de oito eletrões, com exceção do primeiro nível,
seja, o nível de menor energia é o nível 1.
que só pode conter dois eletrões.
Exemplo: Sódio
11
Na : 2  8  1
Exemplo: Potássio 19 K
: 2  8  8 1
Nível 1 tem (2 x 12) = 2 eletrões
Nível 1 tem (2 x 12) = 2 eletrões
Nível 2 tem (2 x 22) = 8 eletrões
Nível 2 tem (2 x 22) = 8 eletrões
Nível 3 tem 1 eletrão
Nível 3 tem (2 x 32) = 18 eletrões
Esta é a configuração eletrónica para o átomo de
Mas, o último nível não pode conter mais do que 8
sódio no estado de menor energia possível ou estado
eletrões  o último eletrão deve passar para o nível
mais estável
seguinte!!!
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
Exemplo: Bromo 35 Br : 2  8  18  7
Nível 3 tem (2 x
32)
Exemplo: Estrôncio
Sr : 2  8  18  10
38
Sr : 2  8  18  8  2
= 18 eletrões, uma vez que não é o
último nível preenchido.
•
38
Os eletrões do último nível de energia de um átomo (nível mais externo) designam-se por eletrões
de valência;
•
Os átomos dos gases nobres, átomos mais estáveis que se conhecem, possuem todos 8 eletrões
de valência exceção do hélio que só tem 2 eletrões.
•
O número máximo de eletrões no último nível de energia é oito.
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
Os eletrões de um átomo podem transitar de um nível de energia para outro.
•
Para que os eletrões transitem de um nível
•
Para que os eletrões transitem de um nível
de menor energia para outro de maior
de maior energia para outro de menor
energia é necessário que haja absorção de
energia é necessário que haja emissão de
energia por parte do átomo.
energia por parte do átomo.
n=4
n=4
n=3
n=2
n=1
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n=3
Energia
absorvida
Energia
emitida
n=2
n=1
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
•
A distribuição eletrónica do estado de menor energia de um determinado átomo corresponde ao
estado fundamental desse átomo. Porém, os átomos podem também encontrar-se em estados
excitados quando um ou mais eletrões transitam para níveis de energia superiores, por absorção
de energia por parte dos átomos.
•
Normalmente, os estados excitados dos átomos são transitórios,
isto é, os eletrões rapidamente transitam para níveis de menor
energia, emitindo energia que têm a mais.
Exemplo:
Distribuição
eletrónica de um possível
estado excitado para o
átomo de potássio:
19K : 2 -8-7-2
Partículas isoeletrónicas: são partículas que apresentam igual distribuição eletrónica (mas
diferente número atómico).
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
QUESTÃO: COMO SE FORMAM OS IÕES?
Iões
Catião ou ião positivo
•
Se átomo perde eletrões torna-se uma
Anião ou ião negativo
•
partícula positiva;
•
Ao perder eletrões, fica com mais
protões do que eletrões
Nº protões > nº eletrões
Se átomo ganha eletrões torna-se uma
partícula negativa;
•
Ao ganhar eletrões, fica com menos
protões do que eletrões
Nº protões < nº eletrões
Exemplo: magnésio, perde dois eletrões, forma um
Exemplo: Flúor, ganha um eletrão, forma um ião
ião dipositivo.
mononegativo.
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Unidade 3 – CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Distribuição eletrónica
QUESTÃO: QUE ÁTOMOS TÊM TENDÊNCIA A FORMAR CATIÕES E ANIÕES?
•
Num átomo o número de eletrões no último nível de energia é oito (eletrões de valência);
•
Todos os átomos com oito eletrões de valência são muito estáveis (gases nobres, exceto hélio.
•
Há átomos que têm tendência a transformar-se em iões, cedendo ou recebendo eletrões, logo, a
sua nuvem eletrónica passa a ter 8 eletrões de valência, e tornam-se mais estáveis.
Exemplo:
• O átomo de sódio, 11Na, tem tendência a transformar-se no catião 11Na+, cedendo um eletrão, fica
com 8 eletrões de valência, portanto, mais estáveis.
11Na
: 2 – 8 – 1 (1 eletrão de valência)
11Na+:
2 -8 (8 eletrões de valência)
* O átomo de cloro, 17Cl, tem tendência a transformar-se no anião cloreto, 17Cl-, captando um eletrão
ficando com 8 eletrões de valência, e mais estável.
17Cl
: 2 – 8 – 7 (7 eletrões de valência)
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11Cl
-
: 2 -8 - 8 (8 eletrões de valência)
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