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