De acordo com o modelo atômico de Niels Bohr, os prótons e nêutrons de um átomo estão no núcleo, enquanto os elétrons estão ao seu redor. Embora não possamos saber onde um elétron está exatamente, há áreas onde é mais provável que ele seja encontrado, os orbitais atômicos. E como podemos determinar esses orbitais? Muito simples, usando números quânticos. Show Tabela de conteúdos
Quais são os números quânticos?Existem 4 números quânticos. Três deles nos dão informações sobre a localização de um elétron de um determinado átomo, ou seja, nos dão informações sobre o orbital. Por outro lado, o quarto número quântico não nos diz onde está o elétron, mas como. Você ainda não está muito claro sobre isso? Vá em frente!
Fácil, certo? Vamos com o que é importante! Como os números quânticos são derivadosPara obter os números quânticos, basta seguir 2 passos simples:
Configuração eletronicaComeçamos com a etapa 1, escrever a configuração do elétron. Como? Existem dois métodos para fazer isso, vamos lá! Diagrama de MoellerEsta técnica indica a ordem de preenchimento dos orbitais através do seguinte desenho: Este diagrama é regido pelo princípio de Aufbau, que defende que os orbitais se preencham em ordem crescente de energia, ou seja, o orbital que tiver menos energia será preenchido antes. Para descobrir qual orbital tem mais energia, a operação n + l é realizada. Se esta operação para dois átomos diferentes resultar no mesmo número, aquele cujo número n é maior terá mais energia. Ou seja, em caso de empate, aquele com o menor número n é preenchido primeiro. Vamos ver com um exemplo: 4p: n + l -> 4 + 1 = 5 5s: n + l -> 5 + 0 = 5 Como há um empate na regra n + l, ela preenche 4p antes porque seu número n é menor. Modelo do kernelPara obter a configuração eletrônica seguindo este modelo você deve conhecer muito bem a tabela periódica. Se tivermos o número atômico e a posição do elemento na tabela, é moleza! Este método é considerado um método simplificado, pois permite não ter que escrever a configuração eletrônica completa. Desta forma, podemos escrever o nome do elemento de gás nobre acima entre parênteses e, em seguida, o caminho desse gás nobre até o elemento em questão. Vejamos um exemplo:Assim, escreveremos a trajetória levando em consideração o número do período (linha da tabela periódica) e a "zona" e, uma vez escrita a configuração eletrônica, extrairemos os números quânticos. O fósforo (P) será escrito do gás nobre anterior, ou seja, o néon: P -> [Ne] 3s23p3 Claro, você deve ter cuidado com este método, uma vez que as zonas d e f são zonas especiais. À medida que fazemos a viagem, na zona d não colocaremos o número do período (linha), mas o número do período menos um. O mesmo acontece com a área F, não colocaremos o número do período, mas o número do período menos dois. Você entenderá isso melhor com alguns exemplos: Nb -> [Kr] 5s14d4 Embora seja no período 5, quando estamos na zona d, subtraímos 1. Nd -> [Xe] 6s24f14 Embora seja no período 6, quando estamos na zona f, subtraímos 2. Exceções na configuração eletrônicaA configuração do elétron tem alguns aspectos especiais que, se você não estiver ciente deles, podem levar a grandes alimentadores de cabeçote. Mas não espalhe o pânico! Nós vamos te contar! Zona FA zona F aparece na parte inferior da tabela periódica, mas na verdade está "embutida" na lacuna que vemos em branco, ou seja, entre o primeiro e o segundo elemento das duas últimas linhas da zona D. Você vê? Portanto, às vezes, quando temos que escrever a configuração eletrônica de um elemento na zona F, por exemplo, Nd, teremos que colocar um elétron na zona D do nível correspondente em referência a esse elemento na zona D que está antes de entrar zona F. Ce -> [Xe] 6s25d14f1 Grupo 6 e Grupo 11Os metais de transição do grupo 6 e do grupo 11 têm 4 e 9 elétrons em suas últimas camadas, respectivamente. Portanto, por ser um elemento mais estável, o orbital s fica excitado e perde um elétron, que passa para o próximo orbital, o d. Dessa forma, o orbital s ficará com um elétron; ed com 5, se for um elemento do grupo 6, ou com 10, se for um elemento do grupo 11. Aqui está um exemplo: Ag -> [Kr] 5s24d9 Aparentemente, essa seria a configuração eletrônica da prata (Ag). No entanto, perdendo um elétron do orbital s, fica assim: Ag -> [Kr] 5s14d10 No entanto, há exceções a essa regra, como Tungstênio (grupo 6), que fica com 2 elétrons no orbital s e 4 no orbital d. Mas não se preocupe, os mais típicos (Cr, Cu, Ag e Au) seguem esta regra. Você entendeu? Nós vamos. Isso é tudo que você precisa saber sobre a configuração do elétron. Vamos buscar os números quânticos! Como obter números quânticosPara obter os números quânticos, devemos saber quantos elétrons cabem em cada camada orbital, levando em consideração que 2 elétrons cabem em um orbital.
Agora que você entende que existem 2 elétrons em cada orbital, você deve conhecer a regra de Hund. Essa regra diz que ao preencher orbitais do mesmo subnível ou camada, por exemplo, a camada p, os elétrons preenchem o orbital em uma direção (positiva) e depois na outra (negativa). Quer ver com um exemplo? Se tivermos 2p4, ou seja, o orbital 2p com 4 elétrons não se preencherá assim: Será preenchido assim: Você está entendendo? Ótimo! Vamos ver como calcular os números:
Você já sabe como os orbitais são preenchidos, então o número quântico m terá o valor do buraco onde está o último elétron desenhado. Você se lembra deste exemplo anterior?: Nesse caso, om será -1, pois na camada p (3 orbitais), se houver 4 elétrons, o último a preencher seria o negativo do primeiro orbital.
Sim, já sabemos que tudo isso é muita informação, mas você vai entender melhor com alguns exemplos. Vamos la! 1 exemplo Selênio (Se) -> Número atômico: 34
1s22s22p63s23p64s23d104p4 Como o orbital 4p não se enche, já que os elétrons somariam 36, não colocamos 4p6mas 4p4.
n = 4
l = 1
m = -1
s = -½ 2 exemplo Ouro (Au) -> [Xe] 6s14f145d10
E isso é tudo! Agora é sua vez, você poderia fazer a configuração do elétron e obter os números quânticos dos seguintes elementos?: Cr(24), Rb(37), Br(35), Lu(71), Au(79) Que são os números quânticos?Os Números quânticos se definem como códigos matemáticos associados à quantidade de energia do elétron. Através desses números podemos caracterizar um átomo.
Quais são os números quânticos do elétron mais energético?O elétron mais energético está na camada M (3ª), por isso o número quântico principal é n = 3.
Quais são os valores dos números quânticos?Número quântico secundário. |