Qui. Semana. Allan Rodrigues Xandão (Renan Micha)

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Luiz Eduardo Neves Lobo
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2 CRONOGRAMA 07/03 Distribuição Eletrônica Classificação Periódica dos Elementos 08:00 18:00 11:00 21:00 14/03 Propriedades Periódicas e Aperiódicas 08:00 18:00 Ligações Químicas: teoria do octeto, ligação iônica e ligação metálica 11:00 21:00 21/03 Ligações Químicas: ligação covalente 08:00 18:00 Geometria molecular, polaridade e forças intermoleculares 11:00 21:00 28/03 Funções inorgânicas: óxidos 08:00 18:00 Número de oxidação - compostos orgânicos e inorgânicos 09:00 19:00

3 Distribuição eletrônica 07 mar 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

RESUMO Linus Pauling propõe um diagrama prático de distribuição eletrônica. Nele, os elétrons são distribuídos em ordem crescente de energia em níveis e subníveis (exemplo: 2s, 3s, 4f.

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 subníveis.

4 RESUMO Linus Pauling propõe um diagrama prático de distribuição eletrônica. Nele, os elétrons são distribuídos em ordem crescente de energia em níveis e subníveis (exemplo: 2s, 3s, 4f...) na eletrosfera do átomo. Veja o Diagrama de Pauling, na figura abaixo, e perceba 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 subníveis. Além disso, todo átomo tem um certo número de elétrons* que devem ser preenchidos seguindo o Diagrama de Pauling. Veja o Diagrama de Pauling, abaixo, e perceba a ordem de preenchimento expressa nas setas vermelhas. Íons podem seguir a seguinte regra de distribuição: faz-se o preenchimento do átomo em seu estado 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 seguintes. Exemplo: Fe: 1s 2 2s22p63s23p64s23d6 / Fe 2+ : 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 / S 2- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Distribuição por camadas e por subníveis Camadas serão representadas por letras ou números (de 1 a 7 ou de K a Q) e suportam um número definido 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 = 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: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d 10 4p6 5s2 4d 10 5p6 6s2 4f4 Para saber o número de elétrons a preencher em um átomo neutro lembre-se que o número de prótons é igual ao número de elétrons em um átomos neutro. Portanto, o número atômico indicará o número de elétrons. No caso de íons, deve-se adicionar ou remover elétrons à quantidade de elétrons no átomo neutro. Haverá alguns exemplos mais a frente neste material. Distribuição eletrônica em íons Perceba a diferença entre os tipos de preenchimento pelo exemplo do enxofre (S). Em uma das distribuições, 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 distribuição ou o caminho inverso É válido retornar às aulas de tabela periódica para lembrar de forma mais aprofundada das regrinhas. A grosso modo, a família do elemento indica sua terminação na distribuição de elétrons pelas seguintes correlações:

5 n é o periodo do elemento na tabela periódica. Exemplo: C, n = 2; Na, n = 3. Efeitos práticos da tabela: É possível entender a posição de determinado elemento vendo sua distribuição eletrônica ou sua configuração eletrônica pode ser inferida por sua posição na tabela periódica. Existem, também, regras para os átomos participantes dos metais de transição, lantanídeos e actinídeos. EXERCÍCIO DE AULA 1. O fenômeno da supercondução de eletricidade, descoberto em 1911, voltou a ser objeto da atenção do mundo científico com a constatação de Bednorz e Müller de que materiais cerâmicos podem exibir esse tipo de comportamento, valendo um prêmio Nobel a esses dois físicos em Um dos elementos químicos mais importantes na formulação da cerâmica supercondutora é o ítrio: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d 10 4p6 5s2 4d O número de camadas e o número de elétrons mais energéticos para o ítrio, serão, respectivamente: a) 4 e 1. b) 5 e 1. c) 4 e 2. d) 5 e 3. e) 4 e 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) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s2 3d 10 4p 6 b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s2 3d 10 4p 6 5s 2 c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s2 3d 10 4p 6 5s2 5p2 d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s2 3d 10 4p 6 4d2 e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s2 3d 10 4p4 5s2

6 3. Os sais de Cr 6+ são, em geral, solúveis no ph biológico e, portanto, têm fácil penetração; por isso, a sua toxicidade para os seres humanos. Por outro lado, os compostos de Cr 3+ são pouco solúveis nesse ph, o que resulta em dificuldade de passar para o interior das células. Indique a opção que corresponde à configuração eletrônica do íon Cr 3+. Dado: [Cr] Z = 24 a) [Ar] 4s2 3d1 b) [Ar] 3d2 c) [Ar] 3d3 d) [Ar] 4s2 3d4 e) [Ar] 4s1 3d5 4. A configuração eletrônica do átomo de cálcio no seu estado fundamental é: Dado: Ca (Z = 20). 5. a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p6 4s2. b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3p6 3d 2. c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 3d 2 3p6. d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s2 4s 2 3d 6. e) nenhuma das respostas anteriores. O íon monoatômico A 2- apresenta a configuração eletrônica 3s2 3p6 para o último nível. O número atômico do elemento A é: a) 8 b) 10 c) 14 d) 16 e) EXERCÍCIOS PARA CASA 1. Dadas as espécies químicas 19K, 19K +, 19K +2, podemos afirmar que os seus respectivos subníveis mais energéticos são: a) 4s0, 4s1, 4s2 b) 4s1, 3s2 3p6,3s2 3p5 c) 4s1, 4s2, 4s2 4p1 d) 4s2, 4s1, 4s2 4p6 e) 4s1, 4s2, 4s3

7 2. Ao se transformar em íon estável, um átomo de magnésio (Z = 12) e um átomo de oxigênio (Z = 8), respectivamente: a) perdem-se e ganham-se dois elétrons. b) perde-se e ganha-se um elétron. c) ganham-se e perdem-se três elétrons. d) ganham-se e perdem-se dois elétrons. e) nenhuma das respostas anteriores 3. As espécies Fe2+ e Fe3+, provenientes de isótopos distintos do ferro, diferem entre si, quanto ao número a) atômico e ao número de oxidação. b) atômico e ao raio iônico. c) de prótons e ao número de elétrons. d) de elétrons e ao número de nêutrons. e) de prótons e ao número de nêutrons. 4. ) Uma distribuição eletrônica possível para um elemento X, que pertence à mesma família do elemento bromo, cujo número atômico é igual a 35, é: a) 1s2, 2s2, 2p5 b) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 c) 1s2, 2s2, 2p2 d) 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 e) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d O chumbo é um metal pesado que pode contaminar o ar, o solo, os rios e alimentos. A absorção de quantidades pequenas de chumbo por longos períodos pode levar a uma toxicidade crônica, que se manifesta de várias formas, especialmente afetando o sistema nervoso, sendo as crianças as principais vítimas. Sendo o número atômico (Z) do chumbo igual a 82, o íon plumboso (Pb+2) possui os elétrons mais energéticos no subnível a) 6p 2 b) 6s 2 c) 6p 4 d) 5d 10 e) 4f 14

8 QUESTÃO CONTEXTO Em 19 de janeiro de 2017, a revista eletrônica UOL publicou matéria com o seguinte título: Cientistas transformam grafeno em supercondutor de eletricidade. O artigo é fechado com o seguinte trecho: A propriedade supercondutora do grafeno descoberta por Robinson e Di Bernardo abre novas possibilidades práticas para esse material, que poderia ser utilizado em circuitos de computadores quânticos de alta velocidade. Faça a distribuição eletrônica do C e do Si e mostre por que podemos usar esses materiais em ambientes similares. 129 GABARITO 01. Exercícios para aula 1. b 2. a 3. b 4. a 5. d 02. Exercícios para casa 1. b 2. a 3. d 4. a 5. d 03. Questão contexto 6 C: 1s2 2s 2 2p 2 ; 14 Si: 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2. Os elementos têm o mesmo número de elétrons na última camada e, portanto, propriedades semelhantes e podem ser usados em aplicações próximas.

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