Construção da tabela periódica:preenchimento

Existem algumas exceções:

a primeira é o cromo, seguido de cobre

(alguns 3d são preenchidos antes do segundo 4s),

molibdênio e prata

Elementos de transição

• Para um elétron único, a energia é determinada

pelo número quântico principal,

que é usado para indicar a camada.

• Para uma dada camada em átomos multi-eletrônicos,

elétrons com número quântico orbital mais baixo

terão energia menor, devido a maior

penetração na blindagem dos elétrons

das camadas internas

Dependência das energias eletrônicas com

o número quântico orbital

Se a blindagem dos elétrons 1s

fosse perfeita, os elétrons 2s e 2p

teriam a energia de n = 2 (níveis do H)

Dependência das energias eletrônicas com

o número quântico orbital

Configuração eletrônica é a maneira na qual os e- são distribuídos

entre os vários orbitais de um átomo. A mais estável C.E., ou estado

fundamental, de um átomo é aquela na qual os e- estão nos estados

mais baixos possíveis de energia.

Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de energia, com não

mais que dois e- por orbital. Essa ocupação deve seguir a Regra de

Hund.

Regra de Hund: “Para orbitais degenerados (que têm a mesma

energia), a menor energia será obtida quando o número de e- com o

mesmo spin for maximizado.”

Dependência das energias eletrônicas

com o número quântico orbital

Dependência das energias eletrônicas

com o número quântico orbital

Disposição dos níveis

de energia dos

orbitais em átomos

polieletrônicos. Os

orbitais em diferentes

subníveis diferem em

energia.

Dependência das energias eletrônicas

com o número quântico orbital

Sc: Ar 4s2 3d1

Ti: Ar 4s2 3d2

.

.

.

Cu: Ar 4s1 3d10

Quando formam íons,

os e- são removidos

primeiro das orbitais

4s e só depois das

orbitais d.

Ex: Fe2+ : Ar 3d6

3s 3p

1s 2s 2p

4s 3d

Para Ni, Z = 28

Dependência das energias eletrônicas

com o número quântico orbital

Ni2+ : Ar 3d8

Há algumas exceções no preenchimento dos orbitais.

Cromio (Z=24) e Cobre (Z=29) apresentam as seguintes configurações eletrônicas:

Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1

Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1

Exceções encontradas nas configurações eletrônicas

Orbitais semipreenchidos (d5) ou totalmente preenchidos (d10)são mais estáveis

que as demais formas de preenchimentos dos orbitais.

Algumas configurações eletrônicas são “anômalas”, como a do Cr ea do Cu, devido à proximidade energética dos orbitais 4s e 3d.

O conceito de Carga Nuclear Efetiva (Zef)

Em um átomo polieletrônico, cada e- é simultâneamente atraídopelo núcleo e repelido pelos outros e-, havendo também muitasrepulsões entre os e-. Assim, a Zef diz respeito sobre comoum dado e- sente realmente a atração do núcleo. Zef édefinida como:

Zef= Z –S

Onde Z é a carga atômica do átomo e S é o fator deblindagem, o qual relaciona-se à proteção provocada nos e-de valência pelos e- que estão mais próximos do núcleo.Assim, qualquer densidade eletrônica entre o núcleo e ume- mais externo diminui Zef. Por outro lado, os e- de mesmonível dificilmente blindam uns aos outros da carga donúcleo. Assim, a Zef sofrida pelos e- mais externos édeterminada basicamente pela diferença entre a carga do núcleoe a presença dos e- internos.

Determinação da (Zef)São muitas as maneiras de calculas Zef. Nesse curso, usaremos as Regras

de Slater para calcular o fator de blindagem (S) de um dado elétron, segundo

as regras:

1. Colocar a configuração eletrônica da seguinte maneira:

(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p) etc.

2. Os e- colocados à direita do e- onde a blindagem está sendo calculada não

são contabilizados.

3. Se o e- de interesse for do tipo ns or np:

a) Cada e- do mesmo grupo contribui com um fator de 0,35. Se for do orbital

1s, esse fator será 0,30.

b) Cada e- em um grupo n-1 contribui com um fator de 0,85.

c) Cada e- de um grupo n-2 ou menor (n-3, n-4) contribui com um fator de

1,00.

4. Se o e- de interesse for um nd ou nf:

a) Cada e- do mesmo grupo contribui com 0,35.

b) Cada e- de um grupo menor (à esquerda do e- considerado) contribui com

um fator de 1,00.