Post on 21-Dec-2015
Química 1 Geral
Aula 3 – Estrutura atômica
Prof. Dr. Fernando C. Moraes
Agosto / 2014
Composição atômica
O átomo é composto por elétrons, prótons e geralmente nêutrons que
são assim definidos:
Elétron: partícula negativamente carregada que se move
descrevendo uma trajetória ao redor do núcleo de um átomo. Os
elétrons estão dispostos em camadas. Cada camada contém
elétrons que orbitam a uma mesma distância média do núcleo. Eles
compensam um igual número de prótons, que têm carga positiva, o que
possibilita que o átomo todo seja eletricamente neutro. Se um
átomo ganha ou perde elétrons, o equilíbrio se desfaz, e ele torna-se um
átomo carregado, ou íon;
Composição atômica
Próton: partícula subatômica que se
encontra no núcleo e tem uma
carga elétrica unitária positiva;
Nêutron: partícula relativamente
estável, influencia na radioatividade e
em outras formas das reações
nucleares, porém tem pouca
influência nas propriedades físicas e
químicas.
Partículas fundamentais do átomo
partícula carga relativa massa relativa
próton +1 1
nêutron 0 1
elétron -1 1/1836
É possível, porém, eletrizar um corpo...
Se o número de elétrons for maior que o número de prótonsdizemos que o corpo estará carregado negativamente; se onúmero de elétrons for menor que o número de prótons dizemosque o corpo estará eletrizado positivamente.
Todo o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons.
Partículas fundamentais do átomo
Uma característica importante do núcleo é que ele determina o tipoquímico do elemento que representa, por causa do número deprótons que contém.
O hidrogênio (símbolo químico, H) é o mais leve e o mais simples de
todos os elementos químicos, e é também de longe o elemento mais
abundante no universo. O núcleo dum átomo de hidrogénio consiste
de um só próton e de um só nêutron.
Hélio (símbolo químico, He) é o próximo elemento mais leve, e o
segundo mais abundante, constituindo mais que 25% da matéria no
universo. Um núcleo normal de hélio contém dois prótons e dois
nêutrons. Por ele ter dois prótons tem que ter dois elétrons orbitando
na nuvem à volta do núcleo para estar eletricamente neutro.
Os núcleos mais pesados, como o do ferro ou do urânio, contémmais nêutrons que prótons, mas o número de elétrons tem que sersempre igual ao número de prótons para o átomo estar eletricamenteneutro.
Elementos químicos
Os átomos são diferentes uns dos outros devido as quantidades destaspartículas nele existentes. O elementos químico Hidrogênio, porexemplo, possui apenas um próton e um elétron em sua órbita. Já osátomos do elemento metálico ferro possuem 26 prótons, 30 nêutrons(em média) formando o seu núcleo, e 26 elétrons divididos em 4camadas na eletrosfera
Número Atômico (Z): é a quantidade de prótons que existe no núcleodo átomo, pois deles dependem os elétrons e o número de camadasque o átomo terá. Pode-se representar o Número Atômico (Z) por umnúmero abaixo e a esquerda do símbolo do elemento.
Massa Atômica (A): é a massa total do átomo, ou seja, a soma dosprótons e dos nêutrons. Representamos a Massa Atômica (A) por umnúmero acima e a esquerda do símbolo do elemento. No caso do ferroserá A = 26 prótons + 30 nêutrons = 56.
Resumindo
Número atômico (Z): é o numero de prótons de um átomo.Z = P
Numero de massa (A): é a soma de prótons e nêutrons de um átomo.A = p + n
Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículasfundamentais do átomo, levando em conta que: Num átomo neutro,isolado o numero de elétrons é igual ao numero de prótons, logo é:
p = e = Z.
O numero de nêutron ( n ) é igual ao numero de massa ( A ) menos o numero de prótons ( p ), ou: n = A – p ou n = A - Z
p = e
Z = e = p
n = A – p ou n = A – Z
A = p + n ou A = Z + n
Identificando o átomo
Próton
Nêutron
Elétron
Os diferentes tipos de átomos
(elementos químicos) são
identificados pela quantidade
de prótons (P) que possuem
Esta quantidade de prótons recebe o nome de NÚMERO ATÔMICO
sendo representado pela letra Z.
Ao conjunto de átomos com o mesmo número atômico, damos o
nome de ELEMENTO QUÍMICO.
Próton
Nêutron
Elétron
Número de massa
A = É a SOMA do número de
PRÓTONS (p), ou NÚMERO
ATÔMICO (z), e o número de
NÊUTRONS (n).
Exemplo – Elemento X → A = 9
No nosso exemplo, temos: p = 4 e n = 5. Então: A = p + n ⇒ A = 4 + 5
Logo: A = 9
A Massa atômica está praticamente toda concentrada
no núcleo, visto que a massa do elétron é desprezível
se comparada com a do próton ou a do nêutron.
Representação de um Elemento Químico
De acordo com a IUPAC (União Internacional de Química Pura e
Aplicada), devemos indicar o número atômico (Z) e o número de massa
(A), junto ao símbolo de um elemento químico ao representá-lo.
XZ
AX
Z
Aou
XZ
AX
Z
Aou
Representação de um Elemento Químico
C6
12 Cl17
35
Exemplos
Nome do elemento Carbono Ferro Cloro
Número de massa (A) 12 56 35
Número atômico (Z) 6 26 17
Número de prótons (p) 6 26 17
Número de elétrons (e) 6 26 17
número de nêutrons (n) 6 30 18
Fe26
56
Próton+
Nêutron0
Elétron–
Íons
Elementos químicos que possuem números diferentes de prótons e
elétrons, perderam ou ganharam elétrons, gerando uma diferença de
cargas.
Be4
8 2+
íon que perdeu elétrons - CÁTION
4 prótons e 4 elétrons
1s² 2s²
O Be perde os 2e- da camada mais externa
O8
16 2-
íon que ganha elétrons - ÂNION
8 prótons e 8 elétrons
1s² 2s² 2p4
Oxigênio ganha 2e-
Elementos isótopos
Elementos químicos com os MESMOS NÚMEROS ATÔMICOS, porém
com NÚMEROS DE MASSA DIFERENTES (pois possuem diferentes
números de nêutrons).
Nome do elemento Cloro Cloro
Número de massa (A) 35 37
Número atômico (Z) 17 17
Número de prótons (p) 17 17
Número de elétrons (e) 17 17
Número de nêutrons (n) 18 20
Cl17
35
Cl17
37Exemplo
Elementos isótopos
Alguns isótopos recebem nomes diferentes entre si.
Exemplo
NOME DO ELEMENTO Hidrogênio 1 Hidrogênio 2 Hidrogênio 3
Nome especialMONOTÉRIO DEUTÉRIO TRITÉRIO
Hidrogênio leve Hidrogênio pesado Trítio
Número de massa (A) 1 2 3
Número atômico (z) 1 1 1
Número de prótons (p) 1 1 1
Número de elétrons (e) 1 1 1
número de nêutrons (n) 0 1 2
H1
1
H1
2
H1
3
Dentre outros exemplos, podemos citar o Carbono (C) e o Fósforo (P).
Elementos isóbaros
Elementos químicos com os mesmos números de massa, porém com
números atômicos diferentes.
Nome do elemento Cálcio Potássio
Número de massa (A) 40 40
Número atômico (Z) 20 19
Número de prótons (p) 20 19
Número de elétrons (e) 20 19
Número de nêutrons (n) 20 21
Ca20
40
K19
40
Exemplo
Elementos isótonos
Elementos químicos com os mesmos números de nêutrons, porém com
números atômicos e números de massa diferentes.
Nome do elemento cálcio potássio
Número de massa (A) 40 39
Número atômico (Z) 20 19
Número de prótons (p) 20 19
Número de elétrons (e) 20 19
Número de nêutrons (n) 20 20
Ca20
40
K19
39
Exemplo
Elementos isoeletrônicos
Elementos químicos com os mesmos números de elétrons.
Nome do elemento Sódio Oxigênio Neônio
Número de massa (A) 23 16 20
Número atômico (Z) 11 8 10
Número de prótons (p) 11 8 10
Número de elétrons (e) 10 10 10
Número de nêutrons (n) 12 8 10
Ne10
20
Na11
23+
O8
16 2-
Exemplo
Principais características das partículas elementares do átomo
Sumarizando
NomeRegião do
átomoSímbolo Carga (C)
Massa
relativa ao
próton
Massa (g)
Elétron Eletrosfera e -1,6x10-19 1/1840 9,11x10-28
Próton Núcleo p 1,6x10-19 1 1,67x10-24
Nêutron Núcleo n 0 1 1,67x10-24
Diagrama de Linus Pauling
Configuração eletrônica
6101426101426102610262622 7p6d5f7s6p5d4f6s5p4d5s4p3d4s3p3s2p2s1s
Exercícios
A) 38Sr88
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
K 2 L 8 M18 N 8 0 2
2 e- no subnível mais energético
2 e- na sua camada de valência
B) 9F1-
1s2 2s2 2p6
K2 L8
6 e- no subnível mais energético
8 e- na sua camada de valência
C) 25Mn2+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5
K 2 L 8 M13 N 2
Expresse a configuração Indique o número de
elétrons em cada subnível
Qual o subnível mais energético
Quantos elétrons tem na camada de valência
Exercícios
2. Ao analisarmos os ânion monovalente 17A35 e cátionmonovalente 19B39 podemos dizer que:
a) A e B são isótoposb) A e B são isóbarosc) A e B são isótonosd) A e B são isoeletrônicose) A e B não têm nenhuma relação.
Temos que:ZA = 17 e- = 17, mas como ganhou 1 elétron (ânion) e- = 17 + 1 = 18
ZB = 19 e- = 19, mas como perdeu 1 elétron (cátion) e- = 19 – 1 = 18
Logo, os elementos são ISOELETRÔNICOS.
d) A e B são isoeletrônicos