Estrutura Atômica e Distribuição Eletrônica

Cartões · 51

Número atômico (Z)

Quantidade de prótons presentes no núcleo de um átomo, responsável por determinar sua identidade química.

Número de massa (A)

Soma total de prótons (Z) e nêutrons (N) no núcleo atômico: A = Z + N.

Nêutrons (N)

Partículas neutras no núcleo; sua quantidade é calculada pela fórmula N = A - Z.

Isótopos

Átomos do mesmo elemento que possuem mesmo número de prótons (Z), mas diferentes massas (A) e nêutrons (N).

Isóbaros

Átomos de elementos distintos que têm o mesmo número de massa (A), mas diferentes prótons (Z) e nêutrons (N).

Isótonos

Átomos de elementos distintos que possuem o mesmo número de nêutrons (N), mas diferentes massas (A) e prótons (Z).

Espécies isoeletrônicas

Átomos ou íons distintos que apresentam exatamente o mesmo número de elétrons na eletrosfera.

Exemplo clássico de isótopos

Prótio (1H), Deutério (2H) e Trítio (3H), todos com Z=1, mas massas 1, 2 e 3 respectivamente.

Propriedades químicas dos isótopos

Geralmente idênticas, pois compartilham a mesma quantidade de prótons e configuração eletrônica.

Propriedades físicas dos isótopos

Diferentes, pois variam em massa atômica, densidade e pontos de fusão/ebulição.

Exemplo de isóbaros

Carbono-14 (Z=6) e Nitrogênio-14 (Z=7), ambos com massa igual a 14.

Exemplo de isótonos

Carbono-14 (Z=6, N=8) e Oxigênio-16 (Z=8, N=8), ambos contendo 8 nêutrons.

Íon cátion

Espécie química formada quando um átomo neutro perde um ou mais elétrons, ficando com carga positiva.

Íon ânion

Espécie química formada quando um átomo neutro ganha um ou mais elétrons, ficando com carga negativa.

Átomo neutro

Estado atômico onde a quantidade de prótons é idêntica à quantidade de elétrons (Z = elétrons).

Camadas eletrônicas (níveis de energia)

Regiões onde orbitam os elétrons, denominadas de K, L, M, N, O, P e Q (n = 1 a 7).

Capacidade máxima da camada K (n=1)

Comporta no máximo 2 elétrons.

Capacidade máxima da camada L (n=2)

Comporta no máximo 8 elétrons.

Capacidade máxima da camada M (n=3)

Comporta no máximo 18 elétrons.

Capacidade máxima da camada N (n=4)

Comporta no máximo 32 elétrons.

Capacidade máxima da camada O (n=5)

Comporta no máximo 32 elétrons.

Capacidade máxima da camada P (n=6)

Comporta no máximo 18 elétrons.

Capacidade máxima da camada Q (n=7)

Comporta no máximo 8 elétrons (na prática para elementos conhecidos).

Subníveis de energia

Divisões dos níveis de energia representadas pelas letras s, p, d e f.

Capacidade máxima do subnível s

Comporta até 2 elétrons e possui apenas 1 orbital.

Capacidade máxima do subnível p

Comporta até 6 elétrons e possui 3 orbitais degenerados.

Capacidade máxima do subnível d

Comporta até 10 elétrons e possui 5 orbitais degenerados.

Capacidade máxima do subnível f

Comporta até 14 elétrons e possui 7 orbitais degenerados.

Diagrama de Linus Pauling

Ordem diagonal de preenchimento dos subníveis segundo o princípio de energia crescente.

Sequência inicial do Diagrama de Pauling

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s...

Princípio da Construção (Aufbau)

Os elétrons preenchem os orbitais disponíveis de menor energia antes de ocupar níveis mais energéticos.

Regra de Hund

Em um mesmo subnível, cada orbital recebe um elétron antes que ocorra o emparelhamento, maximizando o spin.

Princípio da Exclusão de Pauli

Dois elétrons em um mesmo átomo nunca podem ter os quatro números quânticos idênticos.

Subnível mais energético

Último subnível preenchido na sequência diagonal do Diagrama de Linus Pauling.

Camada de valência

Nível de energia mais externo (maior número principal n) ocupado por elétrons em um átomo.

Diferença entre mais energético e mais externo

O mais externo tem maior número n; o mais energético é o último preenchido por ordem de energia (ex: 4s vs 3d).

Distribuição eletrônica de cátions

Distribui-se primeiro o átomo neutro e retiram-se os elétrons da camada de valência (mais externa).

Distribuição eletrônica de ânions

Adicionam-se elétrons extras no subnível incompleto de menor energia disponível.

Exceção de distribuição: Cromo (Cr, Z=24)

Em vez de [Ar] 4s2 3d4, sua configuração estável é [Ar] 4s1 3d5 (subnível d semipreenchido).

Exceção de distribuição: Cobre (Cu, Z=29)

Em vez de [Ar] 4s2 3d9, sua configuração estável é [Ar] 4s1 3d10 (subnível d totalmente preenchido).

Notação de cerne de gás nobre

Abreviação da distribuição eletrônica usando o gás nobre antecedente entre colchetes, ex: [Ne] 3s1.

Número quântico principal (n)

Indica o nível de energia e o tamanho relativo do orbital (valores inteiros positivos de 1 a 7).

Número quântico secundário ou azimutal (l)

Determina a forma geométrica do orbital: s=0, p=1, d=2, f=3.

Número quântico magnético (ml)

Indica a orientação espacial do orbital, variando de -l passando por 0 até +l.

Número quântico de spin (ms)

Representa o sentido de rotação intrínseco do elétron, adotando valores de +1/2 ou -1/2.

Orbital atômico

Região do espaço ao redor do núcleo onde é máxima a probabilidade de encontrar um elétron.

Subnível d incompleto e cor de compostos

A transição de elétrons entre orbitais d parcialmente preenchidos costuma absorver luz visível, gerando compostos coloridos.

Elementos diamagnéticos

Substâncias que possuem todos os seus elétrons emparelhados e são fracamente repelidas por campos magnéticos.

Elementos paramagnéticos

Substâncias que possuem um ou mais elétrons desemparelhados e são atraídas por campos magnéticos.

Cálculo de elétrons no íon Na+ (Z=11)

O sódio neutro possui 11 elétrons; ao perder 1 elétron (Na+), fica com 10 elétrons.

Cálculo de elétrons no íon Cl- (Z=17)

O cloro neutro possui 17 elétrons; ao ganhar 1 elétron (Cl-), passa a ter 18 elétrons.