modelo atômico atual
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O MODELO ATÔMICO ATUAL
O MODELO DE BOHR
Vimos que no modelo atômico de Rutherford os elétrons giravam ao
redor do núcleo como planetas em torno do Sol.
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Em 1913,o físico dinamarquês Niels Bohr apresentou uma
respostas para essa questão,válida apenas para o átomo de hidrogênio:
o elétron seria um espécie de satélite do núcleo.
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O modelo atômico de Bohr apóia-se nas seguintes propostas:
Em sua órbita,o elétron teria energia constante.
Um elétron estaria e níveis de energia ( ou camadas).O elétron
poderia ocupar sete níveis (ou camadas) de energia.
Essas camadas foram denominadas K,L,M,N,O,P e Q, ou
designadas por números de 1 a 7.
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Núcleo
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O elétron daria saltos quânticos de um nível de energia para outro.
Ao redor do núcleo,em elétron esta no estado fundamental quando
apresenta a menor energia possível. Ao receber energia,o elétron
saltaria para um nível mais extenso e,imediatamente,voltaria para a
posição inicial,liberando a mesma quantidade de energia.
Como a energia seria recebida ou libertada por meio de um número
inteiro de quanta,esses deslocamentos do elétron foram chamados de
saltos quânticos.
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Elétron
Esquema dos saltos quânticas do elétron.
Núcleo
E1
E2
Elétron Núcleo
Estado fundamental
E1E2
Energia recebida=E2-E1
Estado excitado
energia devolvida=E2-E1
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Nos fogos de artifício,as cores são resultados
de saltos quânticos em metais,como por
exemplo o sódio (amarelo),o bário (verde),o
chumbo (azul).
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PROBLEMAS!
O modelo de Bohr teve sucesso espetacular ao explicar o
comportamento do elétron do átomo hidrogênio,mas os cientistas
tiveram dificuldades para adaptar esse modelo aos demais átomos.
DUALIDADE DA MATÉRIA
Em 1923,o físico francês Louis de Broglie propôs que todos os
corpos, inclusive o elétron, teriam comportamento duplo de partícula
e onda ao mesmo tempo, fenômeno que foi confirmado
experimentalmente em 1927.
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PRINCIPIO DA INCERTEZA
Em 1926,o físico alemão Werner Heisemberg,com com seu
Princípio da Incerteza,demonstrou que seria impossível determinar ao
mesmo tempo a posição e velocidade do elétron.Nesse mesmo
ano,surgiu uma equação matemática que permitia o cálculo da energia
de qualquer elétron de um átomo.Nela surgiriam os conceitos de
número quântico e de orbital.
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Esses acontecimentos levaram ao moderno modelo atômico.
O MODELO ATÔMICO ATUAL
O átomo possui um núcleo com carga positiva.
O elétron é uma partícula-onda. Dependendo do fenômeno,o
comportamento do elétron se parece como o de uma partícula ou com
o de uma onda.
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No átomo,cada elétron situa-se em um orbital.
No átomo,de maneira análoga,o orbital é a região mais
provável para um elétron ser localizado ao redor do núcleo.
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Um elétron será identificado por quatro números quânticos. O
estudo deste assunto esta além do ensino médio, mas conhecer os
números quânticos irá ajudar você a compreender o modelo atômico
atualmente aceito.
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O número quântico principal (n): Indica o nível de energia (ou
camada) do elétron.
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O número quântico secundário ( )ℓ : Indica o subnível de energia do
elétron.
Experimentos mostram que o nível de energia n divide-se em
subníveis, representados pela letra . Oℓ
Cada valor de associa-se um subnível,representado pelasℓ
letras s,p,d, f, e assim por diante. Observe a tabela abaixo.
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Nível Número
quântico (n)
Número
quântico
secundário ( )ℓ
Subníveis
previstos
(teóricos)
Subní-
veis
K 1 0 s s L 2 0,1 s p s p M 3 0,1,2 s p d s p d N 4 0,1,2,3 s p d f s p d f O 5 0,1,2,3,4 s p d f g s p d f P 6 0,1,2,3,4,5 s p d f g h s p d Q 7 0,1,2,3,4,5,6, s p d f g h s p
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O número quântico magnético (m):Indica o número de orbitais
possíveis em cada subnível .Em sua variação algébrica,cada valor deℓ
m indicará a existência de um orbital: m= - ,zero, .Veja a tabela aℓ ℓ
seguir.
Subnível Valor de ℓ Valores de m Números
orbitais
s 0 0 1 orbital sp 1 -1,0,+1 3 orbitais pd 2 -2,-1,0,+1,+2 5 orbitais df 3 -3,-2,-1,0,+1,+2,+3 7 orbitais f
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As figuras abaixo mostram os orbitais s e p.
Cada orbital p tem o formato de um duplo ovóide e estaria
situado ao longo de um dos eixos de um sistema triortogonal.
O orbital s tem o formato de
uma esfera.
Y
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O número quântico spin (S): Em alguns experimentos,o elétron se
comporta como se fosse uma partícula girando (em inglês,spin,”giro”)
ao redor de si mesma.A mecânica quântica prevê dois valores de spin,
+ e - , associados a dois possíveis sentidos de rotação do elétron.
Dois elétrons girando ao mesmo
sentido apresentam spins iguais ou
paralelos. Se os sentidos forem
diferentes os spins serão opostos ou
antiparalelos.
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Princípio da Exclusão
Como os números quânticos servem para identificar um
elétron, um orbital poderá conter no máximo dois elétrons de spins
opostos.
....no mesmo átomo,dois elétrons no podem ter o mesmo conjunto de
números quânticos.
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VejA o exemplo.
Dois elétrons situados no orbital s do primeiro nível
Número quântico Primeiro elétron Segundo elétron
Principal n=1 n= 1Secundário ℓ=0 (subnível s) ℓ= 0 (subnível s)Magnético m=0 (orbital s) m= 0 (orbital s)
spin S= - S= +
Neste livro, adotaremos - como sinal do spin do primeiro
elétron do orbital. Pelo que foi visto,podemos afirmar que um orbital
terá,no máximo, dois elétrons e única diferença entre eles estará no
spin.
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Agora você poderá prever o número máximo de elétrons em cada
subnível:
Subnível Números de
orbitais
Número máximo
de elétrons no
subnível
Represen
tação
s 1 2 s2
p 3 6 p6
d 5 10 d10
f 7 14 f14
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A ENERGIA DOS SUBNÍVEIS
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A REGRA DE HUND (PRINCÍPIO DA MÁXIMA
MULTIPLICIDADE)
De acordo com regra,os orbitais de um mesmo subnível devem ser
preenchidos na seguinte ordem:
1º) Colocar um elétron em cada orbital, com spins iguais (paralelos).
Esses elétrons estão desemparelhados.
2º) Colocar o segundo elétron em cada orbital, sempre com spin
oposto em relação ao primeiro. Dessa maneira, em cada orbital haverá
elétrons emparelhados.
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A DISTRIBUIÇÃO EM NÍVEIS DE ENERGIA
Para a grande maioria das situações em nosso curso, basta que
você faça uma distribuição eletrônica simplificada,utilizando apenas
níveis de energia.
Observe exemplo:
26Fe (26 prótons,26 elétrons): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 (ordem
crescente de energia)
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Reagrupando os níveis de acordo com o nível:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
K=2 L=8 M=14 N=2
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APLIQUE SEU CONHECIMENTO
13.Observe esta distribuição eletrônica no estado fundamental:
7N: 1s2 2s2 2p2
Escreva as distribuições eletrônicas fundamentais,representando os
subníveis,para:
a) 13AL
b) 14SI
c) 17CL
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d) 1 8AR
e) 21 SC
f) 30 ZN
14. Considere as informações:
I. A configuração fundamental (ou normal) de um átomo é aquela em
que os elétrons ocupam posições de menor energia possível.
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II. Quando um átomo recebe energia,seus elétrons podem saltar para
subníveis mais energéticos.A configuração eletrônica resultante estará
ativada ou excitada.
Assinale a alternativa que apresenta uma configuração eletrônica
ativa:
a) 8O:1S2 2S2 2P4.
b) 15P:1S2 2S2 2P6 3S2 3P3.
c) 12Mg:1S2 2S2 2P6 3S1 3P1.
d) 2He:1S2.
e) 11Na:1S2 2S2 2P6 3S1.
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15.Na configuração Ar 4s2 3d3,indique o subnível mais externo e o
de maior energia.
16.Escreva a configuração de um átomo cujo subnível mais
energético é 3d5.
Qual será o número atômico do elemento químico correspondente?
REFORCE SEU CONHECIMENTO
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17.Escreva as distribuições eletrônicas fundamentais nos subníveis
dos átomos:
a)12Mg
b)19K
c)20Ca
d)23V
e)26Fe
f)27Co
![Page 31: modelo atômico atual](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060112/5571f33549795947648daab7/html5/thumbnails/31.jpg)
18.Qual é o número atômico do elemento químico no qual o subnível
mais energético será:
a)4p2 ?
b)3d8 ?
c)3p6 ?
19.Analise duas configurações eletrônicas do nitrogênio (Z=7):
1s2 2s2 2p3 (I) 1s2 2s2 2p2 3s1 (II)
Assinale a alternativa correta:
![Page 32: modelo atômico atual](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060112/5571f33549795947648daab7/html5/thumbnails/32.jpg)
a) A configuração I esta ativada.
b) A configuração II é fundamental,ou seja,a de menor energia.
c) Quando a configuração I perde energia,transforma-se na
configuração II.
d) Quando a configuração II absorve energia,transforma-se na
configuração I.
e) Quando um elétron retorna do subnível 3s para o subnível
2p,haverá libertação de energia na forma de luz.
![Page 33: modelo atômico atual](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060112/5571f33549795947648daab7/html5/thumbnails/33.jpg)
RESPOSTAS
13. a)1S2 2S2 2P6 3S2 3P1
b)1S2 2S2 2P6 3S2 3P2
c)1S2 2S2 2P6 3S2 3P5
d)1S2 2S2 2P6 3S2 3P6
e)1S1 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D1
![Page 34: modelo atômico atual](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060112/5571f33549795947648daab7/html5/thumbnails/34.jpg)
f)1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10
14.c
15.mais externo:4S2; de maior energia:3d3
16.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5.
Z=25
17.a)1s2 2s2 2p6 3s2 .
b)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
![Page 35: modelo atômico atual](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060112/5571f33549795947648daab7/html5/thumbnails/35.jpg)
c)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
d)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
e)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
f)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7
18. a) Z=32
b) Z=28
c) Z=18
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19.e