capítulo 6 estrutura eletrônica dos Átomos capítulo 6 estrutura eletrônica dos Átomos qui-102...

Capítulo 6Capítulo 6Estrutura Eletrônica dos Estrutura Eletrônica dos

ÁtomosÁtomos

QUI-102QUI-102Prof: Dr. ÉlcioProf: Dr. Élcio

Keila Cristina Fernandes de Oliveira 14239Keila Cristina Fernandes de Oliveira 14239Maiara Nunes Silva 14241Maiara Nunes Silva 14241

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos

IntroduçãoIntrodução

Estrutura eletrônica: distribuição dos elétrons no átomo.Estrutura eletrônica: distribuição dos elétrons no átomo.

Os elétrons não se comportam como nada que estamos Os elétrons não se comportam como nada que estamos acostumados no mundo macroscópico. O conhecimento acostumados no mundo macroscópico. O conhecimento da estrutura eletrônica é resultado de um dos principais da estrutura eletrônica é resultado de um dos principais desenvolvimentos da ciência no século XX, a desenvolvimentos da ciência no século XX, a teoria teoria quântica.quântica.


Natureza Ondulatória da LuzNatureza Ondulatória da Luz

Luz que podemos ver com nossos próprios olhos (luz visível) é um Luz que podemos ver com nossos próprios olhos (luz visível) é um tipo de radiação eletromagnética. Como a radiação eletromagnética tipo de radiação eletromagnética. Como a radiação eletromagnética transporta energia pelo espaço, ela é também conhecida como transporta energia pelo espaço, ela é também conhecida como energia radiante.energia radiante.

Todos os tipos de radiações eletromagnéticas se movem no vácuo Todos os tipos de radiações eletromagnéticas se movem no vácuo a uma velocidade de 3,00 x 10a uma velocidade de 3,00 x 1088 m/s, a velocidade da luz. m/s, a velocidade da luz.

Uma seção transversal de onda de água mostra que ela é Uma seção transversal de onda de água mostra que ela é periódica: o padrão de picos e depressões repetem-se a intervalos periódica: o padrão de picos e depressões repetem-se a intervalos regulares.regulares.

-


A distância entre picos (ou depressões) é chamada de A distância entre picos (ou depressões) é chamada de comprimento de onda.comprimento de onda.

O número de comprimentos de onda completo, ou O número de comprimentos de onda completo, ou ciclos, que passam por determinado ponto a cada ciclos, que passam por determinado ponto a cada segundo, é a freqüência da onda.segundo, é a freqüência da onda.

Freqüência Freqüência x x comprimento de onda = velocidade da luzcomprimento de onda = velocidade da luz É importante ressaltar que freqüência e comprimento de É importante ressaltar que freqüência e comprimento de

onda são grandezas inversamente proporcionais.onda são grandezas inversamente proporcionais. Os vários tipos de radiação eletromagnética distribuídos Os vários tipos de radiação eletromagnética distribuídos

em ordem crescente de comprimento de onda formam o em ordem crescente de comprimento de onda formam o espectro eletromagnético.espectro eletromagnético.

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos Os comprimentos de onda dos raios gama são parecidos com os Os comprimentos de onda dos raios gama são parecidos com os

diâmetros dos núcleos atômicos, enquanto os de ondas de rádio diâmetros dos núcleos atômicos, enquanto os de ondas de rádio podem ser mais longos do que um campo de futebol. Note também podem ser mais longos do que um campo de futebol. Note também que a luz visível que compreende os comprimentos de onda de que a luz visível que compreende os comprimentos de onda de aproximadamente 400 a 700 nm, é uma proporção extremamente aproximadamente 400 a 700 nm, é uma proporção extremamente pequena do espectro eletromagnético.pequena do espectro eletromagnético.

Podemos ver a luz visível por causa das reações químicas que ela Podemos ver a luz visível por causa das reações químicas que ela provoca em nossos olhos.provoca em nossos olhos.

A unidade de comprimento normalmente escolhida para expressar A unidade de comprimento normalmente escolhida para expressar o comprimento de onda depende do tipo de radiação. A freqüência o comprimento de onda depende do tipo de radiação. A freqüência é expressa em ciclos por segundo, uma unidade chamada é expressa em ciclos por segundo, uma unidade chamada hertz hertz (Hz).(Hz).


Energia Quantizada e FótonsEnergia Quantizada e Fótons

Fenômenos que o modelo ondulatório da luz não pode explicar. Fenômenos que o modelo ondulatório da luz não pode explicar. Três desses são especialmente pertinentes para o entendimento de Três desses são especialmente pertinentes para o entendimento de como a radiação eletromagnética e os átomos interagem.como a radiação eletromagnética e os átomos interagem.

1- A emissão de luz por objetos quentes (chamada radiação de 1- A emissão de luz por objetos quentes (chamada radiação de corpo preto porque os objetos estudados parecem pretos antes do corpo preto porque os objetos estudados parecem pretos antes do aquecimento).aquecimento).

2- A emissão de elétrons a partir de uma superfície metálica onde a 2- A emissão de elétrons a partir de uma superfície metálica onde a luz incide (efeito fotoelétrico).luz incide (efeito fotoelétrico).

3- A emissão de luz a partir de átomos de gás eletronicamente 3- A emissão de luz a partir de átomos de gás eletronicamente excitados (espectros de emissão).excitados (espectros de emissão).


Objetos quentes e quantização de energia.Objetos quentes e quantização de energia.

Quando os sólidos são aquecidos, eles emitem radiação, como visto na Quando os sólidos são aquecidos, eles emitem radiação, como visto na incandescência vermelha das trempes de um fogão elétrico e a luz branca incandescência vermelha das trempes de um fogão elétrico e a luz branca brilhante de lâmpadas de tungstênio. A distribuição do comprimento de onda brilhante de lâmpadas de tungstênio. A distribuição do comprimento de onda de uma radiação depende da temperatura. Um objeto vermelho quente é de uma radiação depende da temperatura. Um objeto vermelho quente é mais frio do que um objeto quente branco.mais frio do que um objeto quente branco.

No final do século XIX, alguns fisicos estudavam esse fenômeno, tentando No final do século XIX, alguns fisicos estudavam esse fenômeno, tentando entender a relação entre a temperatura e a intensidade e os comprimentos entender a relação entre a temperatura e a intensidade e os comprimentos de onda de radiação emitida.1900: Max Planck propôs que a energia podia de onda de radiação emitida.1900: Max Planck propôs que a energia podia ser absorvida ou liberada por átomos apenas em pedaços distintos de ser absorvida ou liberada por átomos apenas em pedaços distintos de tamanhos mínimos.Planck deu o nome tamanhos mínimos.Planck deu o nome quantum quantum significando (quantidade significando (quantidade fixa) para a menor quantidade de energia que podia ser emitida ou absorvida fixa) para a menor quantidade de energia que podia ser emitida ou absorvida como radiação eletromagnética. como radiação eletromagnética.

Ele considerou que a energia , E, de um único quantum é igual a uma Ele considerou que a energia , E, de um único quantum é igual a uma

constante multiplicada pela freqüência constante multiplicada pela freqüência E = hE = h

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos A constante h, conhecida como constante de Planck, tem valor de A constante h, conhecida como constante de Planck, tem valor de

6,63x106,63x10-34-34 joule.segundos joule.segundos A energia é sempre absorvida ou emitida pela matéria em múltiplos A energia é sempre absorvida ou emitida pela matéria em múltiplos

inteiros de inteiros de hh, , 2 h2 h, , 3 h3 h e assim por diante. e assim por diante. Se a quantidade de energia emitida por um átomo for Se a quantidade de energia emitida por um átomo for 3 h3 h, por , por

exemplo, dizemos que foram emitidos três quanta de energia. Além exemplo, dizemos que foram emitidos três quanta de energia. Além disso, dizemos que as energias permitidas são quantizadas, isto é, disso, dizemos que as energias permitidas são quantizadas, isto é, seus valores são restritos a determinadas quantidades.seus valores são restritos a determinadas quantidades.

As regras de Planck com respeito à obtenção ou perda de energia As regras de Planck com respeito à obtenção ou perda de energia são sempre as mesmas, se estivermos preocupados com objetos são sempre as mesmas, se estivermos preocupados com objetos na escala de tamanho de nossas experiências cotidianas ou com na escala de tamanho de nossas experiências cotidianas ou com objetos microscópicos. Para objetos macroscópicos, como os seres objetos microscópicos. Para objetos macroscópicos, como os seres humanos, a obtenção ou a perda de energia de um único quantum humanos, a obtenção ou a perda de energia de um único quantum de energia passa completamente despercebido. Entretanto, quando de energia passa completamente despercebido. Entretanto, quando lidamos com matéria em nível atômico, o impacto das energias lidamos com matéria em nível atômico, o impacto das energias quantizadas é muito mais significativo.quantizadas é muito mais significativo.


O efeito fotoelétrico e fótonsO efeito fotoelétrico e fótons 1905: Albert Einstein usou a teoria quântica de Planck para explicar o efeito 1905: Albert Einstein usou a teoria quântica de Planck para explicar o efeito

fotoelétrico. Os experimentos tinham mostrado que a luz incidindo em uma fotoelétrico. Os experimentos tinham mostrado que a luz incidindo em uma superfície metálica limpa leva-a a emitir elétrons. Para cada metal existe superfície metálica limpa leva-a a emitir elétrons. Para cada metal existe uma freqüência mínima de luz abaixo da qual nenhum elétron é emitido.uma freqüência mínima de luz abaixo da qual nenhum elétron é emitido.

Para explicar o efeito fotoelétrico, Einstein supôs que a energia radiante Para explicar o efeito fotoelétrico, Einstein supôs que a energia radiante atingindo a superfície metálica fosse um fluxo de pacotes minúsculos de atingindo a superfície metálica fosse um fluxo de pacotes minúsculos de energia. Cada pacote de energia, chamado fóton, comporta-se como uma energia. Cada pacote de energia, chamado fóton, comporta-se como uma partícula minúscula. Ampliando a teoria quântica de Planck, Einstein partícula minúscula. Ampliando a teoria quântica de Planck, Einstein deduziu que cada fóton deveria ter uma energia proporcional à freqüência deduziu que cada fóton deveria ter uma energia proporcional à freqüência da luz: E = hda luz: E = h. Portanto, a própria energia radiante é quantizada.. Portanto, a própria energia radiante é quantizada.

Energia do fóton: E = hEnergia do fóton: E = h

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos Quando um fóton atinge o metal, ele pode literalmente desaparecer. Quando um fóton atinge o metal, ele pode literalmente desaparecer.

Quando isso acontece, sua energia pode ser transferida para um elétron no Quando isso acontece, sua energia pode ser transferida para um elétron no metal. É necessária uma determinada quantidade de energia para que o metal. É necessária uma determinada quantidade de energia para que o elétron vença as forças atrativas que o prendem ao metal. Se os fótons da elétron vença as forças atrativas que o prendem ao metal. Se os fótons da radiação têm menos energia do que o limiar de energia, os elétrons não radiação têm menos energia do que o limiar de energia, os elétrons não adquirem energia suficiente para sair da superfície do metal, mesmo que o adquirem energia suficiente para sair da superfície do metal, mesmo que o feixe de luz seja intenso. Se os fótons têm energia suficiente, os elétrons feixe de luz seja intenso. Se os fótons têm energia suficiente, os elétrons são emitidos. Se os fótons têm mais do que a energia mínima necessária são emitidos. Se os fótons têm mais do que a energia mínima necessária para liberar os elétrons, o excesso aparece como energia cinética dos para liberar os elétrons, o excesso aparece como energia cinética dos elétrons emitidos.elétrons emitidos.

A idéia de que a energia da luz depende da freqüência ajuda-nos a A idéia de que a energia da luz depende da freqüência ajuda-nos a entender os diversos efeitos que os diferentes tipos de radiação entender os diversos efeitos que os diferentes tipos de radiação eletromagnética causam à matéria. Por exemplo, altas freqüências eletromagnética causam à matéria. Por exemplo, altas freqüências (comprimento de onda curto) de raios-X fazem com que os fótons desse (comprimento de onda curto) de raios-X fazem com que os fótons desse tipo tenham alta energia, suficiente para causar danos aos tecidos a até tipo tenham alta energia, suficiente para causar danos aos tecidos a até mesmo câncer. Portanto, normalmente são colocados avisos perto de mesmo câncer. Portanto, normalmente são colocados avisos perto de equipamentos de raio-X advertindo-nos da radiação de alta energia.equipamentos de raio-X advertindo-nos da radiação de alta energia.

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos Apesar da teoria da luz de Einstein explicar o efeito fotoelétrico e muitas Apesar da teoria da luz de Einstein explicar o efeito fotoelétrico e muitas

outras observações, ela trouxe uma situação embaraçosa. A luz é uma outras observações, ela trouxe uma situação embaraçosa. A luz é uma onda ou ela compõe-se de partículas? O fato é que ela possui propriedades onda ou ela compõe-se de partículas? O fato é que ela possui propriedades de ambos. Comporta-se macroscopicamente como uma onda, mas de ambos. Comporta-se macroscopicamente como uma onda, mas consiste em um conjunto de fótons. Quando examinamos o fenômeno em consiste em um conjunto de fótons. Quando examinamos o fenômeno em nível atômico, observamos suas propriedades de partículas.nível atômico, observamos suas propriedades de partículas.

Espectros de linhas e o modelo de BohrEspectros de linhas e o modelo de Bohr Os trabalhos de Planck e Einstein abriram caminho para a compreensão de Os trabalhos de Planck e Einstein abriram caminho para a compreensão de

como os elétrons são distribuídos nos átomos. Em 1913, o físico como os elétrons são distribuídos nos átomos. Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr propôs uma explicação teórica dos espectros de dinamarquês Niels Bohr propôs uma explicação teórica dos espectros de linhas, outro fenômeno que intrigava os cientistas no século XIX.linhas, outro fenômeno que intrigava os cientistas no século XIX.

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos A luz composta por um único comprimento de onda é chamada A luz composta por um único comprimento de onda é chamada

monocromática. Ex.: luz de um laser.monocromática. Ex.: luz de um laser. Entretanto, a maioria das radiações comuns, incluindo lâmpadas Entretanto, a maioria das radiações comuns, incluindo lâmpadas

incandescentes e estrelas, produz radiação contendo muitos incandescentes e estrelas, produz radiação contendo muitos comprimentos de onda diferentes. Quando a radiação de fontes como comprimentos de onda diferentes. Quando a radiação de fontes como essas é separada em seus diferentes comprimentos de onda essas é separada em seus diferentes comprimentos de onda componentes, um espectro é produzido.componentes, um espectro é produzido.

Espectro contínuo: espectro constituído por uma faixa contínua de cores. Espectro contínuo: espectro constituído por uma faixa contínua de cores. Ex.: arco-íris produzido pela dispersão da luz do sol através dos pingos de Ex.: arco-íris produzido pela dispersão da luz do sol através dos pingos de chuva ou neblina; lâmpada comum; ferro em brasa.chuva ou neblina; lâmpada comum; ferro em brasa.

Espectro não contínuo: as linhas coloridas são separadas por regiões Espectro não contínuo: as linhas coloridas são separadas por regiões pretas, que correspondem a comprimentos de onda ausentes. Ex.: letreiro pretas, que correspondem a comprimentos de onda ausentes. Ex.: letreiro de neônio.de neônio.

Um espectro contendo apenas radiações de comprimentos de onda Um espectro contendo apenas radiações de comprimentos de onda específicos é chamado espectro de linhas.específicos é chamado espectro de linhas.


Espectro Atômico do HidrogênioEspectro Atômico do Hidrogênio

- - Espectro não contínuo;Espectro não contínuo;- Existem cinco séries de transições principais:- Existem cinco séries de transições principais:

Série de LymanSérie de Lyman (IV);(IV);Série de BalmerSérie de Balmer (Visível);(Visível);Série de PaschenSérie de Paschen (UV);(UV);Série de Pfund (UV);Série de Pfund (UV);Série de Brackett (UV).Série de Brackett (UV).


Modelo de BohrModelo de Bohr Bohr baseou seu modelo em três postulados:Bohr baseou seu modelo em três postulados: 1- Somente órbitas de certos raios, correspondendo a certas 1- Somente órbitas de certos raios, correspondendo a certas

energias definidas, são permitidas para os elétrons em um átomo.energias definidas, são permitidas para os elétrons em um átomo. 2- Um elétron em certa órbita permitida tem certa energia específica 2- Um elétron em certa órbita permitida tem certa energia específica

e está em um estado de energia permitido. Um elétron em estado e está em um estado de energia permitido. Um elétron em estado permitido não irradiará energia e, portanto, não se moverá em permitido não irradiará energia e, portanto, não se moverá em forma de espiral em direção ao núcleo.forma de espiral em direção ao núcleo.

3- A energia só é emitida ou absorvida por um elétron quando ele 3- A energia só é emitida ou absorvida por um elétron quando ele muda de um estado de energia para outro. Essa energia é emitida muda de um estado de energia para outro. Essa energia é emitida ou absorvida como fóton.ou absorvida como fóton.


Os estados de Energia do Átomo de Os estados de Energia do Átomo de Hidrogênio Hidrogênio

Bohr calculou as energias correspondentes a cada órbita permitida.Bohr calculou as energias correspondentes a cada órbita permitida. O número inteiro n, que pode assumir valores de 1 a infinito, é chamado de O número inteiro n, que pode assumir valores de 1 a infinito, é chamado de

número quântico.Cada órbita corresponde a um valor diferente de n e o raio número quântico.Cada órbita corresponde a um valor diferente de n e o raio da órbita aumenta à medida que n aumenta.da órbita aumenta à medida que n aumenta.

n = 1 estado fundamental (estado de mais baixa energia).n = 1 estado fundamental (estado de mais baixa energia). n = 2 ou mais. Diz-se que o átomo está em estado excitado (órbita de n = 2 ou mais. Diz-se que o átomo está em estado excitado (órbita de

energia mais alta, menos negativa)energia mais alta, menos negativa) Quando n tende ao infinito a energia é zero. Portanto, o estado no qual o Quando n tende ao infinito a energia é zero. Portanto, o estado no qual o

elétron é removido do núcleo é o estado de referência, ou energia zero, do elétron é removido do núcleo é o estado de referência, ou energia zero, do átomo de hidrogênio, ou seja, estado de energia zero ocorre quando o átomo de hidrogênio, ou seja, estado de energia zero ocorre quando o átomo de hidrogênio tende a ser íon. Esse estado de energia zero é mais átomo de hidrogênio tende a ser íon. Esse estado de energia zero é mais alto em energia que os estados com energias negativas.alto em energia que os estados com energias negativas.


Níveis de energia no átomo de hidrogênio a partir do Níveis de energia no átomo de hidrogênio a partir do modelo de Bohr.modelo de Bohr.


Comportamento ondulatório da matéria.Comportamento ondulatório da matéria. Nos anos posteriores ao desenvolvimento do modelo de Bohr para Nos anos posteriores ao desenvolvimento do modelo de Bohr para

o átomo de hidrogênio, a natureza dual da energia radiante tornou-o átomo de hidrogênio, a natureza dual da energia radiante tornou-se um conceito familiar. Dependendo das circunstâncias se um conceito familiar. Dependendo das circunstâncias experimentais, a radiação parecia ter um caráter ondulatório ou de experimentais, a radiação parecia ter um caráter ondulatório ou de partícula (fóton). Louis de Broglie, quando trabalhava em sua tese partícula (fóton). Louis de Broglie, quando trabalhava em sua tese de doutoramento em física, corajosamente ampliou essa idéia. Se a de doutoramento em física, corajosamente ampliou essa idéia. Se a energia radiante pudesse se comportar, sob condições apropriadas, energia radiante pudesse se comportar, sob condições apropriadas, como um feixe de partículas, a matéria poderia possivelmente como um feixe de partículas, a matéria poderia possivelmente mostrar propriedades de uma onda.mostrar propriedades de uma onda.

Comprimento de onda = h/mvComprimento de onda = h/mv mv = momentomv = momento


De Broglie usou o termo De Broglie usou o termo ondas de matéria ondas de matéria para descrever para descrever as características ondulatórias das partículas materiais.as características ondulatórias das partículas materiais.

Como a hipótese de De Broglie é aplicável a toda Como a hipótese de De Broglie é aplicável a toda matéria, qualquer objeto de massa m e velocidade v daria matéria, qualquer objeto de massa m e velocidade v daria origem a uma onda de matéria característica. Entretanto origem a uma onda de matéria característica. Entretanto a equação indica que o comprimento de onda associado a equação indica que o comprimento de onda associado a um objeto de tamanho comum, como uma bola de a um objeto de tamanho comum, como uma bola de golfe, é tão minúsculo que estará fora da faixa de golfe, é tão minúsculo que estará fora da faixa de qualquer observação possível. Esse não é o caso de um qualquer observação possível. Esse não é o caso de um elétron porque sua massa é muito pequena. elétron porque sua massa é muito pequena.


PRINCÍPIO DA INCERTEZAPRINCÍPIO DA INCERTEZA Uma bola descendo uma rampa. Usando a física Uma bola descendo uma rampa. Usando a física

clássica, podemos calcular sua posição, direção de clássica, podemos calcular sua posição, direção de movimento e velocidade a qualquer momento, com movimento e velocidade a qualquer momento, com grande exatidão. Podemos fazer o mesmo para um grande exatidão. Podemos fazer o mesmo para um elétron que exibe propriedades ondulatórias? Uma onda elétron que exibe propriedades ondulatórias? Uma onda estende-se no espaço e sua localização não é definida estende-se no espaço e sua localização não é definida de maneira precisa. Dessa forma, podemos antecipar de maneira precisa. Dessa forma, podemos antecipar que é impossível determinar exatamente onde um que é impossível determinar exatamente onde um elétron está localizado em um tempo determinado.elétron está localizado em um tempo determinado.

Estrutura Eletrônica dos ÁtomosEstrutura Eletrônica dos Átomos O físico alemão Werner Heisenberg concluiu que a natureza dual da O físico alemão Werner Heisenberg concluiu que a natureza dual da

matéria coloca uma limitação fundamental em como podemos determinar matéria coloca uma limitação fundamental em como podemos determinar precisamente a posição e o momento de qualquer objeto. A limitação torna-precisamente a posição e o momento de qualquer objeto. A limitação torna-se importante apenas quando trabalhamos com matéria em nível se importante apenas quando trabalhamos com matéria em nível subatômico (isto é, com massas tão pequenas quanto a de um elétron). O subatômico (isto é, com massas tão pequenas quanto a de um elétron). O princípio de Heisenberg é chamado de Princípio da Incerteza. Quando princípio de Heisenberg é chamado de Princípio da Incerteza. Quando aplicado aos elétrons em um átomo, esse princípio afirma que é aplicado aos elétrons em um átomo, esse princípio afirma que é inerentemente impossível para nós sabermos de maneira simultânea tanto inerentemente impossível para nós sabermos de maneira simultânea tanto o exato momento do elétron quanto sua posição específica no espaço.o exato momento do elétron quanto sua posição específica no espaço.

Nuvem eletrônica:Nuvem eletrônica: Trata da probabilidade de encontrar uma Trata da probabilidade de encontrar uma

partícula numa dada região do espaço.partícula numa dada região do espaço.

Orbitais e Números QuânticosOrbitais e Números Quânticos

Números Quânticos:Números Quânticos:

1- Número quântico principal (n): pode ter 1- Número quântico principal (n): pode ter valores positivos e inteiros de 1, 2, 3 e valores positivos e inteiros de 1, 2, 3 e assim por diante até infinito. É o nível assim por diante até infinito. É o nível energético principal.energético principal.



2- Número quântico secundário ou azimutal 2- Número quântico secundário ou azimutal (l): subnível do nível principal que pode (l): subnível do nível principal que pode assumir valores inteiros de 0 a n-1, para assumir valores inteiros de 0 a n-1, para cada valor de n. Outra representação:cada valor de n. Outra representação:

l = 0 = s, l = 1 = p, l = 2 = d, l = 3 = fl = 0 = s, l = 1 = p, l = 2 = d, l = 3 = f



3- Número quântico magnético (m3- Número quântico magnético (mll): ):

Descreve a orientação do orbital no Descreve a orientação do orbital no espaço. Pode assumir valores inteiros espaço. Pode assumir valores inteiros entre - l e + l, inclusive o zero.entre - l e + l, inclusive o zero.



4- Quarto número quântico – spin 4- Quarto número quântico – spin eletrônico (meletrônico (mss) – possui apenas dois ) – possui apenas dois

valores: -1/2 e +1/2valores: -1/2 e +1/2

Elétrons com o mesmo valor de mElétrons com o mesmo valor de mss, tem , tem

spins paralelos e com valores diferentes, spins paralelos e com valores diferentes, spins opostos.spins opostos.


Spins ParalelosSpins Paralelos


Spins OpostosSpins Opostos


Princípio da Exclusão de PauliPrincípio da Exclusão de Pauli

Dois elétrons em um átomo não podem ter Dois elétrons em um átomo não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos.o mesmo conjunto de números quânticos.


Capacidades dos orbitais, subníveis e Capacidades dos orbitais, subníveis e níveis principais:níveis principais:

1- Cada nível de um número quântico 1- Cada nível de um número quântico principal n contém um total de n subníveis.principal n contém um total de n subníveis.

2- Cada subnível de número quântico l 2- Cada subnível de número quântico l contém um total de (2 l + 1) orbitais.contém um total de (2 l + 1) orbitais.

3- Cada orbital pode acomodar dois 3- Cada orbital pode acomodar dois elétrons, que devem ter spins opostos.elétrons, que devem ter spins opostos.


Representações de orbitais:Representações de orbitais:

O orbital de mais baixa energia, o 1s é O orbital de mais baixa energia, o 1s é esférico.esférico.


Orbital sOrbital s


Representações de orbitaisRepresentações de orbitais

Orbitais p: São representados na forma de Orbitais p: São representados na forma de halteres, com dois lóbulos.halteres, com dois lóbulos.


Orbitais p - pOrbitais p - pxx


Orbitais p - pOrbitais p - pyy


Orbitais p - pOrbitais p - pzz


Representações de orbitaisRepresentações de orbitais

Orbitais d são tetralobulados (4 lóbulos) e Orbitais d são tetralobulados (4 lóbulos) e se distribuem no espaço conforme as se distribuem no espaço conforme as seguintes orientações:seguintes orientações:

ddxyxy, d, dxzxz, d, dyzyz, d, dxx22

- y- y22 e d e dzz

22


Configurações eletrônicasConfigurações eletrônicas

Maneira pela qual os elétrons são Maneira pela qual os elétrons são distribuídos entre os vários orbitais de um distribuídos entre os vários orbitais de um átomo.átomo.

Os orbitais são distribuídos em ordem Os orbitais são distribuídos em ordem crescente de energia.crescente de energia.


Configurações eletrônicasConfigurações eletrônicas

Abreviação:Abreviação:

1225 221 pssB

521825 34][ dsArMn


Regra de Hund:Regra de Hund:

A regra afirma que para orbitais A regra afirma que para orbitais degenerados, quanto maior o número de degenerados, quanto maior o número de elétrons com o mesmo spin, menor a elétrons com o mesmo spin, menor a energia do subnível.energia do subnível.


Diagramas de OrbitaisDiagramas de Orbitais

Regra de HundRegra de Hund


Configurações eletrônicas condensadasConfigurações eletrônicas condensadas

Na : [Ne] 3sNa : [Ne] 3s11

Li : [He] 2sLi : [He] 2s11


Configurações eletrônicas e a tabela periódica.Configurações eletrônicas e a tabela periódica.

Elementos são agrupados pelos tipos de orbital.Elementos são agrupados pelos tipos de orbital.

Configuração anômala - conseqüência da Configuração anômala - conseqüência da proximidade entre as energias.proximidade entre as energias.

Cr : [Ar] 3dCr : [Ar] 3d44 4s 4s22 – Cr : [Ar] 3d – Cr : [Ar] 3d55 4s 4s22

Cu: [Ar] 3dCu: [Ar] 3d99 4s 4s22 – Cu: [Ar] 3d – Cu: [Ar] 3d10 10 4s4s11


Tabela PeriódicaTabela Periódica


Números QuânticosNúmeros Quânticos

n, l, mn, l, mll, m, mss para cada elétron. para cada elétron.

Ex: Para o último elétron do BoroEx: Para o último elétron do Boro

Configuração eletrônica:Configuração eletrônica:

Números Quânticos:Números Quânticos:

1225 221 pssB

21112 /m;m;l;n sl


A Química e vidaA Química e vida

Spin nuclear e imagem de ressonância Spin nuclear e imagem de ressonância magnéticamagnética

É baseada na observação de que, como É baseada na observação de que, como os elétrons, os núcleos de muitos os elétrons, os núcleos de muitos elementos possuem um spin intrínseco.elementos possuem um spin intrínseco.


Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

Brown, Lemay, BurstenBrown, Lemay, Bursten. Química: A ciência central.. Química: A ciência central. Masterton - Princípios da química .Masterton - Princípios da química . Fundamentos da Química.Fundamentos da Química.

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