Distribuição eletrônica sem erro!

Dicas para não errar na distribuição eletrônica!

 A distribuição eletrônica não segue um padrão exato para os átomos, mesmo sendo da mesma família,porém essas dicas vão dar uma ajuda e aproximar se não acertar a distribuição.
Saber a distribuição ajuda a prever o comportamento químico do átomo! 

1º  Memorize os blocos s,p,d e f na tabela,isso quer dizer os elementos que tem sua camada de valência em cada subnível.

2º  Lembrar que período = n

 3° As famílias indicam a quantidade de elétrons na cama de valência.
Ex Família A = camada de valência ns (para 1A e 2A) ou nsª np°(para as famílias 3A,4A,...,8A) onde  a + o = família 
família 1A = s¹
família 2A = s²
família 7A tem seus elementos com camada de valência  n s² n p5, porque 2+ 5 =7
De forma semelhante ocorre nas famílias B 
3B,4B,...,12B
Porém a camada de valência para elementos com n >4 E < 6 OU = 4 será assim : (n-1)d ,ns (se for da família B) ou np (se tiver subnível p,isto é se for da família A,que tem valência em p).
Ex Zn z =30,12B, período 4
3d10 4s2, porque 10 +2 = 12 
Para os elementos com n >6 ou n = 6, que tem subnível f,o subnível f fica entre s e d ,então a distribuição na camada de valência fica assim ns,(n - 2)f,(n-1)d.

4º Não esqueça que d4 e d9 são distribuições instáveis e ocorre um empréstimo de elétrons do subnível s, por isso o correto é d5 e d10.

Estequiometria

ESTEQUIOMETRIA
O que é?
É uma parte da química dedicada ao estudo da "manipulação" de quantidades dentro das reações químicas.Ou seja a estequiometria trata de questões como:

• se aumentarmos a QUATIDADE de A quanto de B eu precisarei para manter a proporção?
• E caso eu use uma QUANTIDADE menor qual será o rendimento da reação?

Continua...

Fenômenos e reações

O que é um fenômeno?

É toda e qualquer transformação!Existem dois tipos:

• Físicos

Acontecem sem mudar a composição da matéria,ou seja antes da transformação eu tenho a matéria A e depois da transformação eu continuo com a matéria A.

• Químicos

Ocorre a mudança da composição da matéria.Ou seja eu tinha uma coisa transformei em outra.

Essas transformações estão ligadas aos elétrons,a química vai estudar as formação ou diluição de ligações químicas,em uma reação.

Reação química

É todo e qualquer fenômeno químico,rearranjo,permutação de átomos.

As vezes uma substância "atiça"(mas tarde entenderemos o que significa atiçar na química)a outra,provocando essa recombinação de suas unidades constituintes átomos/íons).

Sistema

Trata-se 

Equação química

É a representação gráfica da reação,na equação esta discriminado as quantidades e qualidades de modo universal ou seja,um químico japonês poderá entender tanto quanto um alemão.

Reagente----Transformação------->Produto

Em uma equação deve-se dizer:

• Condições da reação

Deve se discriminar a condições que a reação ocorreu a temperatura,presença de luz,eletricidade,se foi em sistema fechado ou aberto.Pois tudo isso interfere nos resultados

• Estados físicos:

Deve-se discriminar os estados físicos de cada participante!

Tipos de reação:

• Quanto a energia envolvida na reação:

Endotérmica-"Endo" = para dentro,são reações que consomem energia na forma de calor,ou seja precisam de um estimulo pois não são espontaneas

Exotérmica-"Exo"=para fora,são reações que liberam energia da forma de calor

Obs: Na natureza tudo tende ao equilíbrio,corpos com muita energia são instáveis,o mesmo serve para os compostos.

• Quanto ao tempo de reação:

O conceito de velocidade das reações será visto mais a frente,no conteúdo de cinética química(dentro do estudo da físico-química).

Lenta-Os produtos são formados numa faixa mais larga de tempo,os reagentes demoram a reagir...levam horas,dias!

Rápida-Os produtos são formados numa faixa mais curta de tempo,reagem em minutos,segundos...!

• Quanto a reversibilidade

Reversíveis

Algumas reações possuem uma "inversa",ou seja para elas existem uma reação contrária.O produto pode reagir,"voltando" aos seus reagentes.
A+B <==> C + D

Irreversíveis-NÃO tem como voltar atras,os produtos não podem se regenerar voltando aos reagentes!

R:Dupla troca ^^!

Síntese-Reação de formação: 

A + B------>AB

Análise ou decomposição: 

AB------->A + B

Simples troca: 

AB + C--------->AC + B

Dupla troca: 

AB +CD-------->AC +BD

Leis ponderais

Se referem somente as massas dos reagentes e produto,diferente da estequiometria,que trata da manipulação de quantidades em uma reação

1-Lei de Lavoisier

Descobriu o elemento Oxigênio,realizou experiências em sistemas fechados e constatou que a quantidade de massa final deve ser igual a inicial,ao final do processo.

A + B ------> C

mA +mB=mC

2-Lei de Proust(Proporções constantes)

 Proust disse o seguinte:

"Uma quantidade x de reagente produz somente uma quantidade y de produto,havendo uma proporção,para que se possa manipular as quantidades é necessário respeitar essa proporção!"

Ligações químicas

Ligações químicas

O que faz um átomo se ligar a outro,formando uma substância?

Antes de qualquer coisa,tenha em mente o seguinte:

• A natureza prefere e fará de tudo para alcançar o equilíbrio e a estabilidade!
• Na natureza nada se cria ou se perde,apenas se transforma ou transfere!
• "O que é estável não muda"(Marcelo Gleiser)

Falando grosseiramente...

• Eu já comentei aqui no blog sobre a relação massa(qnt de matéria)e energia...pois é um corpo com muita energia se torna instável,e para alcançar a estabilidade e o equilíbrio,ele se livra dessa energia.
• Por exemplo supondo que eu jogue uma bola,em uma  velocidade muito grande(grande mesmo),essa bola vai se deformar e no final vai se destruir.Isto ocorrerá devida a quantidade exacerbada de energia que esse corpo absorveu,que não foi suportada.
• Um corpo com muito pouca energia vai absorver com mais facilidade a energia liberada pelos corpos com excesso de energia.

Vamos aplicar esses conceitos aos átomos!

Átomo = unidade de matéria + energia(elétrons)

Os cientistas observaram que os átomos dos elementos dos gases nobres  não formavam substâncias,na natureza.A conclusão foi a seguinte:Os gases nobres não reagem porque se encontravam estáveis,para um átomo se estabilizar precisa ter 8 elétrons,ou em alguns casos 2 elétrons,em seu último nível.

Essa conclusão foi chamada de LEI DO OCTETO!

Resumindo:

Lei do octeto

O átomo para estar estável,precisa ter a configuração eletrônica do gás nobre mais próximo!Para isso ele precisa ganhar,perder ou compartilhar elétrons com outros átomos.
Tipos de ligações:

• Ligação eletrovalente ou iônica:

Ocorre entre um metal(com tendencia a perder elétrons) e um ametal(com tendencia a ganhar elétrons)
O metal doará elétrons para o ametal.
SEMPRE VAI OCORRER ENTRE "ALGUÉM QUE PERDE" E "ALGUÉM QUE GANHA"
Exemplo
NaCl (Cloreto de sódio,o sal de cozinha)
A ligação que ocorre é iônica pois:
Na É um metal e tem configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s1 para alcançar o octeto precisa perder esse elétron.
Cl É um ametal e tem configuração eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 pela lei do octeto precisa ganhar 1 elétron.
O Na(sódio) vai perder um elétron e vai se tornar um íon do tipo cátiom
O Cl(cloro) vai ganhar o elétron do Na,tornando-se um íon do tipo âniom
Por isso nome de ligação iônica!
Os opostos se atraem,devido a diferença de cargas,o metal (+),ametal(-) eles ficam próximos ligados pela força eletrostática.

• Ligação covalente ou molecular

Ocorre entre ametais e semimetais,ou seja vai ocorrer entre átomos que precisam ganhar elétrons,sendo assim não ocorrerá ganho ou perda de elétrons e sim um compartilhamento,o elétron servirá aos dois átomos.
Exemplos O2,Cl2,CH4,CO2,...

• Ligação coordena ou dativa

As vezes acontece de um átomo,dentro da ligação,alcançar a estabilidade(octeto) e o os outros átomos não,nesse caso a ligação dativa vai ocorrer.
O átomo não estável usará um par de elétrons sem interferir na estabilidade do outro.
É representada graficamente por uma seta,apontando para quem não alcançou o octeto.

• Representando graficamente as ligações.

É necessário mostrar no papel,como os átomos estão ligados.Para isso foram elaborados mecanismos para mostrar graficamente as ligações e reações químicas.

• Fórmula bastão

É usada em química orgânica,sendo usada somente para compostos com carbono(C)

• Fórmula estrutural

Cada ligação é representada por um traço,também é muito usada na química orgânica.

• Fórmula de lewis

É uma maneira de representar os elétrons do último nível de um átomo,colocando-os nas 4 posições cardeais.

Resumindo:

Tabela periódica 2

Propriedades da tabela

1-Propriedades aperiódicas

São as propriedades que não possuem um padrão quando aumenta-se o número atômico.

exemplo:

2-Propriedades periódicas

São as propriedades que  possuem um padrão quando aumenta-se o número atômico.

Vamos deixar os gases nobres fora dessas propriedades!

Obs: As setas nas imagens mostram o sentido de crescimento!

a-Raio atômico

Corresponde ao tamanho do átomo,ao diâmetro.

Observe que nas famílias a medida que o número atômico cresce,o número de níveis também cresce inferindo em um raio atômico maior.

Já nos períodos a medida que o número atômico cresce,o número de níveis permanece inalterado,ou seja o tamanho continua o mesmo.

Por  tanto:

O raio atômico será maior da direita para a esquerda,de cima para baixo.

Obs: Vamos guardar o Fr(Frâncio) como referência para esta propriedade,pois ele é o elemento de maior raio atômico.

b-Eletronegatividade

Trata da tendencia do átomo a atrair elétrons.

Quanto menor o raio atômico,mais perto os elétrons estarão do núcleo,portanto a força de atração nuclear é maior!

obs: Vamos guardar o F (flúor) como referência,pois é o elemento mais eletronegativo!

c-Eletropositividade

É o contrário da eletronegatividade,trata-se da tendência do átomo a perder elétrons.

Maior raio atômico,elétrons mais distantes do núcleo,força de atração nuclear,atuante sobre o elétron,menor!

d-Eletroafinidade

A linda história de amor entre o átomo e seus elétrons!

Isto significa dizer que:

A afinidade do átomo pelo elétron recebido,faz com que libere uma quantidade de energia,para comportar esse elétron .Se a afinidade for muito grande o átomo vai liberar mais energia.

e-Potencial de ionização

Trata-se da quantidade de energia necessária para arrancar um elétron do átomo.

O átomo que atrai mais seus elétrons,precisará de mais energia para perde-los.

f-Densidade

É a razão quantidade de matéria(massa)do átomo pelo espaço ocupado por ele.

g-Ponto de ebulição e fusão

Resumindo

As setas mostram o sentido de crescimento!

Tabela periódica 1

A maravilhosa tabela...

História

Dmitri Menleev criador da tabela periódica.

Em 1869, enquanto escrevia seu livro de química inorgânica, Dmitri Ivanovich Mendeleev organizou os elementos na forma da tabela periódica atual. Ele criou uma carta para cada um dos 63 elementos conhecidos na época. Cada carta continha o símbolo do elemento, a massa atômica e as suas propriedades químicas e físicas. Colocando as cartas numa mesa, organizou-as em ordem crescente de massas atômicas, agrupando-as em elementos de propriedades semelhantes. Tinha então acabado de formar a tabela periódica.

Esta tabela de Mendeleev tinha algumas vantagens sobre outras tabelas ou teorias antes apresentadas, mostrando semelhanças numa rede de relações vertical, horizontal e diagonal. A classificação de Mendeleev deixava ainda espaços vazios, prevendo a descoberta de novos elementos.

A tabela de Mendeleev serviu de base para a elaboração da atual tabela periódica, que além de catalogar 118 elementos conhecidos, fornece inúmeras informações sobre o comportamento de cada um.

Mendeleev ordenou os 60 elementos químicos conhecidos de sua época na ordem crescente de peso atômico de certa forma que em uma mesma vertical ficavam os elementos com propriedades químicas semelhantes, constituindo os grupos verticais, ou as chamadas famílias químicas. O trabalho de Mendeleev foi um trabalho audacioso e um exemplo extraordinário de intuição científica. De todos os trabalhos apresentados que tiveram influência na tabela periódica o de Mendeleev teve maior perspicácia.

A TABELA

Os átomos foram estudados e organizados em grupos chamados elementos químicos .

Ex.Todos os átomos com número atômico(z)= 18 pertencerão ao elemento Ar(argônio)

A tabela periódica possui todos os elementos conhecidos organizados de acordo com suas propriedades e semelhanças.

NÃO existe nada que você conheça que não seja formado por elementos da tabela,inclusive os seres vivos!

Períodos=Correspondem as linhas horizontais 

Assim como são 7 níveis,são 7 períodos.

obs:O período que o elemento tiver diz o nível de valência dele

Grupos ou famílias=Correspondem as linhas verticais

obs: O número da família dá uma pista da quantidade de elétrons no nível de valência.

Para o grupo A
São também chamados de elementos representativos

Subnível de valência sempre vai ser o s ou o p.

O número do grupo corresponde a quantidade de elétrons no nível de valência.
Observação:
Os atomos dos elementos das familias 1A e 2A,tendem a perder eletrons,em quanto os atomos...das famílias 3A a 7A tendem a ganhar elétrons.

Para o grupo B
São também chamados de elementos de transição,justamente  porque ficam entre  as famílias A

Subnível de valência sempre vai ser o d ou,se o elemento pertencer a série do lantanídeos ou Acnídeos ,será f o subnível de valência. 

3      4      5     6      7      8     9      10     11     12

d1   d2    d3    d4    d5    d6   d7     d8     d9    d10

ou seja: que estiver no grupo 6B terá o subnível de valência d4.

exemplo 3d4,4d4,5d4,6d4

Com isso fica fácil saber a posição do elemento na tabela através da configuração eletrônica.

exemplo:

a)Be z= 4   1s2 2s2

nível 2= 2º período 

subnível s= família A

2 elétrons no nível de valência=família 2 A

b)N(nitrogênio) z=7 1s2 2s2 2p3

nível 2= 2º período 

subnível p= família A

5 elétrons (2+ 3=5) no nível de valência=família 5A

1-Como foi dada a organização dos elementos:

a)Parafuso telúrico

Um químico colocou os elementos em ordem crescente de massa atômica,em forma de hélice tentando imitar o formato do DNA,e percebeu que havia elementos que caiam na mesma posição.

Assim começou a organização em famílias.

b)Lei das oitavas

Outro químico que também era músico,ordenou os elementos em ordem crescentes de massa atômica,porém separou em 7 grupos fazendo analogia as 7 notas musicais,o doido percebeu que  o oitavo elemento repetia as propriedades do primeiro,assim como o 16º repetia as propriedades do 8º etc...

Assim começou a organização dos períodos.

2)Organização em tipo:

Metais: 

A maioria está no estado sólido em temperatura ambiente,com exceção do Hg(mercúrio),que é líquido.

São bons condutores de energia(calor e eletricidade).

São maleáveis,moldáveis,dúcteis(dá pra fazer canos).

Possuem brilho metálico(prateado )com exceção do Au(ouro) e Cu(cobre),que são respectivamente dourado e avermelhado.

São mais reativos.

Possuem tendencia a perder elétrons.

Semimetais:

Esta classificação já caiu em desuso,porém algumas tabelas e livros(mais antigos) ainda falam sobre essa categoria.Em temperatura ambiente podem ser encontrados em diferentes estados físicos.

Possuem comportamento dual,alguns se comportam como metais e outros como ametais!

Dependendo,possuem características de metais ou de ametais.

Ametais:

Em temperatura ambiente podem ser encontrados em diferentes estados físicos.

São o oposto dos metais,maus condutores de energia.

Não são maleáveis (são quebradiços,racham,se partem ao tentar moldar).

Não possuem brilho metálico.

São mais reativos.

Possuem tendência a ganhar elétrons.

Gases Nobres:

Todos estão no estado gasoso

Praticamente não reagem

Hidrogênio:

É o anti-social da tabela,ele não se comporta como nenhum grupo citado.

Átomos part 2

Átomos e a configuração eletrônica.

Já sabemos que os prótons e os neutrons estão no núcleo e os elétrons girando em volta desse núcleo!
Mais como esses elétrons estão organizados?
A parte da química destinada ao átomo e sua configuração eletrônica  e chamada química quântica.
O químico Niels Bohr organizou esses elétrons em 7 níveis de energia e 4 subníveis.

1-Níveis:

Nível   Camada

1             K

2             L

3             M

4             N

5             O

6             P

7             Q

Obs: Camada e nível significam a mesma coisa,a única diferença é que uma é letra e a outra é número!

Obs: Quanto mais distante do núcleo o elétron estiver,mais energia ele terá e sofrerá menos atração do núcleo.

É como se fosse uma cebola!

2-Subníveis

Como os elétrons se movimentam muito rápido e a eletrosfera é imensa em relação ao núcleo fica difícil achar a localização deles,porém ha regiões na eletrosfera as quais se tem mais chance de encontra-los,essas regiões se chamam ORBITAIS!

Orbital=Região com maior probabilidade de encontrar um elétron.

S-Tem 1 único orbital com forma esférica

P-Possui 3 orbitais em forma de hélice(lembrar de duas gotas ou do vidro de uma ampulheta)

d-Possui 5 orbitais com sua forma complexa,a maioria dos livros de ensino médio não dá ênfase aos orbitais d e f pois são bem difíceis de serem desenhados.O que é realmente necessário saber é quantos subníveis,orbitais existem e quantos elétrons cada nível e subnível suporta,pois vai dizer o comportamento do átomo!

f-Tem 7 orbitais

Orbital suporta 2 elétrons de movimento de rotação(spin)contrários,ou seja um gira no sentido horário e o outro no sentido anti-horário.

Então cada subnível suporta:

s=2 elétrons

p=6 elétrons

d=10 elétrons

f=14 elétrons

3-Configuração eletrônica

Como esses conceitos se encaixam? 

Nível     Subnível suportado     nº de elétrons suportados

  1                  s                                          2

  2                 s p                                        8

  3               s p d                                      18

  4              s p d f                                     32

  5              s p d f                                     32

  6               s p d                                      18

  7                  s                                          2

O químico Linnus Pauling criou um diagrama para facilitar a distribuição dos elétrons pelos níveis e subníveis!

Exemplos:

Vamos distribuir os elétrons do Enxofre (S)

a)Be(Berílio)

z=4 

4 elétrons para distribuir

1s² 2s²

Sabemos que Be possui 2 elétrons no nível 1 "dentro do orbital/subnível" s e 2 elétrons no nível 2,também no orbital s.

  b) S

z=16

Sabemos que o enxofre(S) tem 16 elétrons a serem distribuídos

1s² 2s² 2p6 3s² 3p4(e não 3p6)

Obs: Toda vez que o nº de elétrons for maior que o necessário,como no caso do S,podemos corrigir,diminuindo pois não tem lógica distribuir mais elétrons do que o átomo tem.

                         Camada de valência e última camada ou nível

Camada de valência(nível de valência)=É o nível o qual o átomo pode perder ou ganhar elétrons!

Tende a ser a camada mais afastada do núcleo(última camada)mas não é regra!

O núcleo (cheio de prótons+) atrai os elétrons(-),quanto mais próximo do núcleo o elétron está, mais força de atração ele sofre.

O elétron se movimenta muito rápido em volta do núcleo,isso neutraliza, a força de atração nuclear.

Quanto mais distante do núcleo mais rápido o elétron vai girar,mais energia ele vai ter. 

Então fica uma disputa entre a força de atração exercida pelo núcleo e o movimento translacional dos elétrons,o vencedor vai depender da proximidade do elétron .

O elétron que sofre menos força de atração e possui mais energia "foge" do átomo com mais facilidade.

Resumindo:

Camada de valência=Nível mais afastado do núcleo,essa regra se aplica aos elementos das famílias A

Para as famílias B a camada de valência será aquela que tiver o subnível de maior valor!

Curiosidade: Os elementos das famílias B,tem comportamento meio estranho,as vezes acontece uma migração de elétrons dos orbitais s para d,sendo que o subnível de valência é o d

A configuração eletrônica nos permite localizar o elemento na tabela e também ajuda a prever seu comportamento químico do átomo.

Exemplos:  

a) O (oxigênio) 

Z= 8 

Como z=p=e (no estado normal,neutro)

Temos 8 elétrons para distribuir

1s2 2s2 2p4

b)Zn

z=30

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10

No caso desse ET rsrs!A camada de valência  é 3d10,porque o subnível d é mais energético que s porém o 4s2 também pode sofrer alteração.

c) Se

Z=34

 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 

Nesse caso 3d10 não é camada de valência.

Outra maneira de fazer a configuração eletrônica é representar a configuração do gás nobre mais próximo e completar com os níveis restante.

a)Zn

z=30

[Ar]4s2 3d10 isso porque Ar(z=18) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

ÍONS

São átomos que por um motivo(vou explicar isso mais para frente) perderam ou ganharam elétrons,deixando de ser átomos e passando a ser íons.Há dois tipos:

 Obs: Moléculas também podem se tornam íons,mas nesse caso é um pouco mais complexo.

Âniom-É o íon negativo,o átomo ganhou elétrons,por isso ele tem mais carga negativa(elétrons) do que positiva(prótons).

Cátiom-É íon positivo,o átomo perdeu elétrons,a carga positiva é maior que a negativa.

A carga do íon é colocada no canto superior esquerdo do átomo,indicando a quantidade a "qualidade"(- para ânions e + para cátions).

 Como se faz a distribuição eletrônica de um íon?

Exemplo:

O(-2)

O átomo de oxigênio ganhou 2 e,deixou de ser átomo para ser um íon do tipo ânion!Então sua configuração eletrônica ficará:

1s2 2s2 2p6