Qui. Semana 3

Allan RodriguesXandão(Renan Micha)

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06/02

07/02

Aspectos Macroscópicos: Propriedades da matéria, substância, mistura e sistema15:00

Aspectos Macroscópicos: Métodos de separação de mistura heterogêneas13:30

Métodos de separação de mistura heterogêneas

15:00

Aspectos Macroscópicos: Estados físicos da matéria e gráfcos de mudança de fase19:15

Evolução dos modelos atômicos

19:15

CRONOGRAMA

Atomística: Estrutura atômica, número de massa, átomos e íons, relação entre átomos

13:30

13/02

14/02

20/02 Distribuição eletrônica

15:00

Propriedades periódicas e aperiódicas

13:30

Classificação periódica dos elementos

19:15

21/02

Distribuição Eletrônica

01. Resumo02. Exercícios para aula03. Exercícios para casa

04. Questão contexto05. Gabarito

20fev

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Qui

.

RESUMOLinus Pauling propõe um diagrama prático de distri-

buição eletrônica. Nele, os elétrons são distribuídos

em ordem crescente de energia em níveis e subní-

veis (exemplo: 2s, 3s, 4f...) na eletrosfera do átomo.

Veja o Diagrama de Pauling, na figura abaixo, e per-

ceba a ordem de preenchimento expressa nas setas

vermelhas.

Neste ponto, é importante notar que os elétrons

que existem hoje, com exceção dos descobertos

em 2016, se distribuem em até 7 níveis de energia e

cada nível contém um determinado número de sub-

níveis. Além disso, todo átomo tem um certo núme-

ro de elétrons* que devem ser preenchidos seguindo

o Diagrama de Pauling.

Veja o Diagrama de Pauling, abaixo, e perceba a or-

dem de preenchimento expressa nas setas verme-

lhas.

Informação importante: O subnível s comporta o

máximo de 2 elétrons; o p, 6; o d, 10 e o f, 14.

Veja o preenchimento de um átomo com 60 elétrons

como exemplo:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4

*Para saber o número de elétrons a preencher em

um átomo neutro lembre-se que o número de pró-

tons é igual ao número de elétrons em um átomos

neutro. Portanto, o número atômico indicará o nú-

mero de elétrons. No caso de íons, deve-se adicio-

nar ou remover elétrons à quantidade de elétrons no

átomo neutro. Haverá alguns exemplos mais a frente

neste material.

Distribuição eletrônica em íonsÍons podem seguir a seguinte regra de distribui-

ção: faz-se o preenchimento do átomo em seu es-

tado neutro e, depois, retira(m)-se o(s) elétron(s) da

camada de valência (a mais externa). No caso de

ânions, adicionam-se os elétrons nas camadas se-

guintes.

Exemplo:

Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 / Fe2+: 1s2 2s2 2p6 3s2

3p6 3d6

S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 / S2-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Distribuição por camadas e por subníveisCamadas serão representadas por letras ou núme-

ros (de 1 a 7 ou de K a Q) e suportam um número de-

finido de elétrons (representadas abaixo):

Camada 1 ou K = 2;

Camada 2 ou L = 8;

Camada 3 ou M = 18;

Camada 4 ou N = 32;

Camada 5 ou O = 32;

Camada 6 ou P = 18;

Camada 7 ou Q = 8.

Perceba a diferença entre os tipos de preenchimen-

to pelo exemplo do enxofre (S). Em uma das distri-

buições, mostram-se os subníveis, enquanto a outra

mostra apenas as camadas preenchidas.

S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 → (por subníveis)

S: K = 2; L = 8; M = 6 → (por níveis ou camadas)

Previsão de posição na tabela periódica a partir da distribui-ção ou o caminho inversoÉ válido retornar às aulas de tabela periódica para

lembrar de forma mais aprofundada das regrinhas.

A grosso modo, a família do elemento indica sua ter-

minação na distribuição de elétrons pelas seguintes

correlações:

n é o período do elemento na tabela periódica.

Exemplo: C, n = 2; Na, n = 3.

Efeitos práticos da tabela: É possível entender a po-

sição de determinado elemento vendo sua distribui-

ção eletrônica ou sua configuração eletrônica pode

ser inferida por sua posição na tabela periódica.

Existem, também, regras para os átomos participan-

tes dos metais de transição, lantanídeos e actiníde-

os.

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Qui

.

EXERCÍCIOS PARA AULA!

1. (UNIRIO)

“Os implantes dentários estão mais seguros no Brasil e já atendem às nor-

mas internacionais de qualidade. O grande salto de qualidade aconteceu no

processo de confecção dos parafusos e pinos de titânio, que compõem as

próteses.

Feitas com ligas de titânio, essas próteses são usadas para fixar coroas den-

tárias, aparelhos ortodônticos e dentaduras, nos ossos da mandíbula e do

maxilar.”

Considerando que o número atômico do titânio é 22, sua configuração eletrôni-

ca será:

a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

Jornal do Brasil, outubro 1996.

2. (UERJ) Certo herbicida, cujo uso indiscriminado contamina o solo, pode ser de-

gradado por radiação gama, produzindo, dentre outras, a substância orgânica

representada a seguir.

O emissor de radiação gama utilizado é o elemento cuja configuração eletrônica,

no estado fundamental, é [Ar] 3d7 4s2, e que possui 33 nêutrons em seu núcleo.

Indique o isótopo utilizado como emissor gama e escreva os nomes dos compos-

tos que, além de possuírem átomos de cloro ligados a átomos de carbono vizi-

nhos, sejam isômeros de posição da substância orgânica representada.

3. (ESCS DF/2012)

“Os pesquisadores alertam que os metais dos quais as panelas são feitas

podem causar intoxicações, anemia, distúrbios gástricos e até expor os usu-

ários a substâncias cancerígenas. Pesquisas mostram que o excesso de alu-

mínio no corpo pode induzir a estados de demência, panelas deste metal

devem ser utilizadas para cozimentos rápidos. O cobre em excesso pode

originar leucemia e câncer do intestino, embora sua falta possa levar a do-

enças respiratórias, as panelas deste metal devem ser revestidas com uma

camada protetora de titânio. Até mesmo revestimentos de níquel ou de ma-

terial antiaderente apresentam riscos para saúde. De um modo geral, as

panelas de ferro fundido são as melhores para a saúde, pois liberam o nu-

triente na comida e ajudam a suprir as necessidades do organismo, mas não

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.

são boas para quem tem colesterol alto. As panelas de INOX são bastante

seguras, porque o material não se oxida e não libera o metal na comida, di-

zem alguns pesquisadores.”

Dos metais de transição citados no texto, o que mais facilmente forma cátions

é o:

a) alumínio

b) cobre

c) ferro

d) níquel

e) titânio

(Adaptado de O Globo, 14/10/2011)

4. (Fei) Entre os subníveis 6p e 7s, qual deles possui maior energia? Por quê?

5. (UFF-1998) O princípio de Exclusão de Pauli estabelece que:

a) A posição e a velocidade de um elétron não podem ser determinadas simul-

taneamente.

b) Elétrons em orbitais atômicos possuem spins paralelos.

c) A velocidade de toda radiação eletromagnética é igual à velocidade da luz.

d) Dois elétrons em um mesmo átomo não podem apresentar os quatro números

quânticos iguais.

e) Numa dada subcamada que contém mais de um orbital, os elétrons são distri-

buídos sobre os orbitais disponíveis, com seus spins na mesma direção.

EXERCÍCIOS PARA CASA!

1. (UFRJ-2003) O carbono apresenta diferentes formas cristalinas alotrópicas. O

diamante, de ocorrência natural rara, tem a mesma estrutura cristalina do silício

e do germânio, os quais podem ser empregados na fabricação de dispositivos

semicondutores. Recentemente, foi descoberto como produzir diamante com

pureza suficiente para, também, ser utilizado na fabricação de semicondutores.

Identifique, entre os três elementos químicos mencionados, aquele que perten-

ce ao terceiro período da tabela periódica. Escreva seu símbolo e o número total

de elétrons do seu nível mais energético.

2. (UFRJ) O correto uso da tabela periódica permite determinar os elementos quí-

micos a partir de algumas de suas características.

Recorra à tabela periódica e determine:

a) o elemento que tem distribuição eletrônica s2p4 no nível mais energético, é

o mais eletronegativo de seu grupo e forma, com os metais alcalinos terrosos,

composto do tipo XY.

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Qui

.

3. (UFRJ) Os elementos do 4o período da tabela periódica são aqueles que apresen-

tam elétrons distribuídos pelos quatro primeiros níveis de energia.

Os três metais do grupo 8B desse período apresentam propriedades magnéti-

cas. Tal fato está relacionado à presença de elétrons desemparelhados em suas

distribuições eletrônicas.

Selecione o metal de menor massa atômica dentre esses três e faça sua distri-

buição eletrônica.

b) o número atômico do elemento que perde dois elétrons ao formar ligação iô-

nica e está localizado no 3o período da tabela periódica.

4. (UFRJ) A tabela a seguir complementa as informações contidas no primeiro e se-

gundo períodos da tabela periódica e mostra os raios atômicos, em picômetros,

de alguns elementos:

Note que, nas colunas verticais, os raios atômicos crescem de cima para baixo

e, nas linhas horizontais, os raios atômicos crescem da direita para a esquerda.

Explique por que o raio atômico do elemento sódio é maior do que o raio atômi-

co do elemento cloro.

5. (Unificado-RJ) As torcidas vêm colorindo cada vez mais os estádios de futebol

com fogos de artifício. Sabemos que as cores desses fogos devem-se à presença

de certos elementos químicos. Um dos mais usados para obter a cor vermelha

é o estrôncio (Z = 38), que, na forma do íon Sr+2, tem a seguinte configuração

eletrônica:

a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2

c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 5p2

d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d2

e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 5s2

6. (Fuvest – SP) - A seguir são mostradas quatro configurações eletrônicas:

1. 1s2 2s2 2p6

2. 1s2 2s2 2p6 3s2

3. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

4. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

a) Qual das configurações corresponde a cada um dos átomos Cl, Mg, Ne?

b) Quais configurações apresentam o mesmo número de elétrons na camada de

valência? (Dados os números atômicos: Cl = 17, K = 19, Al = 13, Ne = 10 e Mg = 12)

147

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.

7. (Unaerp) O fenômeno da supercondução de eletricidade, descoberto em 1911,

voltou a ser objeto da atenção do mundo científico com a constatação de Bed-

norz e Müller de que materiais cerâmicos podem exibir esse tipo de comporta-

mento, valendo um prêmio Nobel a esses dois físicos em 1987. Um dos elementos

químicos mais importantes na formulação da cerâmica supercondutora é o ítrio:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1

O número de camadas e o número de elétrons mais energéticos para o ítrio, se-

rão, respectivamente:

a) 4 e 1.

b) 5 e 1.

c) 4 e 2.

d) 5 e 3.

e) 4 e 3.

8. (UFRJ-2002) A solubilidade de vários sais em água em função da temperatura é

apresentada no diagrama a seguir:

✓ O composto I é formado por átomos cujos subníveis de maior energia, dos

estados fundamentais, são 4s1 e 5p5.

✓ O composto II tem o maior calor de dissolução.

✓ O composto III é formado por átomos pertencentes ao mesmo período da

tabela periódica.

✓ O composto IV se decompõe em altas temperaturas, formando nitrito de só-

dio e oxigênio.

Com base nos comentários, no diagrama e na tabela periódica, dê o nome dos

compostos I, II, III e IV.

9. (UNIRIO 2000)

“O coração artificial colocado em Elói começou a ser desenvolvido há qua-

tro anos nos Estados Unidos e já é usado por cerca de 500 pessoas. O con-

junto, chamado de Heartmate, é formado por três peças principais. A mais

importante é uma bolsa redonda com 1,2 quilo, 12 centímetros de diâmetro

e 3 centímetros de espessura, feita de titânio - um metal branco-prateado,

leve e resistente.”

Entre os metais a seguir, aquele que apresenta na última camada, número de elé-

trons igual ao do titânio é o:

Dados: Ti(Z=22); C(Z=6); Na(Z=11); Ga(Z=31); Mg(Z=12); Xe(Z=54)

(Revista “Veja”, julho de 1999.)

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Qui

.QUESTÃO CONTEXTO!

a) C

b) Na

c) Ga

d) Mg

e) Xe

10. (E.M. Santa Casa/Vitória-ES) a) Usando o diagrama de Pauling faça a distribui-

ção eletrônica do ósmio.

b) Dar a distribuição eletrônica do ferro e do íon Fe2+, Fe e Fe2+.

11. (UDESC) A vida parece ter se originado ou se desenvolvido a partir da utilização

de elementos encontrados em abundância no meio ambiente. Um desses ele-

mentos é o potássio (K), que é abundante na natureza e utilizado pelos seres vi-

vos. O potásio está presente em frutas como banana e laranja, na água de coco

e em carnes na forma de cátion (K+). A carência de potássio no organismo huma-

no pode causar fraqueza muscular e distúrbios neurológicos. Já o excesso pode

causar parada cardíaca, retenção urinária e náuseas.

Em relação ao potássio: Qual a distribuição eletrônica do K+?

As duas fotos mostram a importância do controle de corrosão em materiais usa-

dos em vias para o deslocamento de pessoas. Entender o comportamento de

certos materiais, para prevenir-se dos seus efeitos, é importante para empresas

e governo e para a sociedade.

A corrosão envolve oxidação de materiais, em geral metálicos. Podemos ter uma

ideia da tendência de um material em corroer-se com o tempo por sua configu-

ração eletrônica.

Como realizamos tal previsão? Faça esta correlação nas próximas linhas.

149

Qui

.

GABARITO

01.Exercícios para aula!1. d

2. Co60

2,3-dicloro-fenol ou 2,3-dicloro-hidróxi-

-benzeno

3,4-dicloro-fenol ou 3,4-dicloro-hidróxi-

-benzeno

3. e

4. Entre os subníveis 6s e 7s, o 7s está mais

distante do núcleo e por isso apresenta

maior energia.

5. d

02.Exercícios para casa!1. Silício (Si). Número de elétrons no nível

mais energético: 4

2. a) oxigênio

b) Z = 12

3. 26Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

4. Ambos apresentam elétrons em 3 níveis de

energia. Como o sódio tem uma carga nu-

clear menor, ele atrai menos os elétrons,

resultando em um raio atômico maior.

5. a

6. a) Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 (III)

Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2 (II)

Ne = 1s2 2s2 2p6 (I)

b) I: 8 elétrons na camada de valência

II: 2 elétrons na camada de valência

III: 7 elétrons na camada de valência

IV: 8 elétrons na camada de valência

I e IV possuem o mesmo número.

7. b

8. I = Iodeto de Potássio

II = Nitrato de Prata

III = Cloreto de Sódio

IV = Nitrato de Sódio

9. d

10. a) 76Os = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2

4d10 5p6 6s2 4f14 5d6

b) 26Fe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

c) 26Fe+2 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4

11. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

03.Questão contextoDescobrimos o perfil da camada de valência dos áto-

mos pela distribuição por camadas ou por subníveis.

Temos ali um indicativo da tendência de perda/ga-

nho (oxidação/redução) de elétrons daquele mate-

rial.