1.2.8 Configurao eletrnica de tomos
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CONFIGURAO ELETRNICA DE TOMOS
1.2.8 Configurao eletrnica de tomos
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Prncipio de Excluso de Pauli
Princpio de Excluso de Pauli
Cada orbital comporta no mximo dois eletres, os quais diferem
no estado de spin: spin e spin .
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Orbitais e spins
As orbitais podem representar-se esquematicamente por caixas e os
spins dos eletres por setas. Os sentidos diferentes, para cima ou
para baixo , indicam os spins e .
Orbitais com dois eletres, temos: ou ;
Orbitais com um s eletro temos: ou .
Na primeira situao os eletres esto emparelhados e na segunda
os eletres esto desemparelhados.
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A partir do Princpio de Excluso de Pauli e dos espetros
fotoeletrnicos, podemos concluir que no subnvel p com um
nmero mximo de 6 eletres, existem trs orbitais.
Outros espetros fotoeletrnicos mostram-nos que a partir do terceiro
nvel surge um subnvel d com um nmero mximo de 10 eletres o
que permite concluir que existem cinco orbitais d.
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Configurao eletrnica do sdio
O sdio (Z = 11), possui a seguinte distribuio dos eletres pelos
nveis e subnveis de energia:
11Na 1s2 2s2 2p6 3s1
Os nmeros em ndice superior indicam o nmero de eletres em
cada subnvel.
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Configurao eletrnica do sdio
O subnvel 2p tem 6 eletres, o que significa que existem 3 orbitais
2p (2px, 2py e 2pz).
11Na 1s2 2s2 2px
2 2py2 2pz
2 3s1
Ento, podemos escrever a configurao eletrnica do sdio da
seguinte forma:
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Orbitais degeneradas
As orbitais degeneradas so orbitais com a mesma energia.
Orbitais do mesmo subnvel possuem a mesma energia.
Orbitais sForma
esfrica1 orbital
Orbitais pForma lobular
3 orbitais
Orbitais dForma de trevo e outras
5 orbitais
8Orbitais s
As orbitais s tm todas a mesma forma (esfrica), s diferem no
tamanho.
Quanto maior for o nvel, maior a orbital s
9Orbitais p
Em cada subnvel p h trs orbitais p: as orbitais px, py e pz,
que diferem na orientao. O tamanho destas orbitais tanto
maior, quanto maior for o valor do nvel.
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Orbitais d
Em cada subnvel d h cinco orbitais d
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Num tomo polieletrnico consideram-se os eletres distribudos por
vrias orbitais de acordo com regras e princpios. Dizemos que existe
uma configurao eletrnica.
Quando um tomo est no estado fundamental os eletres ocupam
as orbitais de menor energia.
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Para conhecer a configurao
eletrnica no estado fundamental
necessrio conhecer a sequncia
pela qual as orbitais so
preenchidas.
Esta sequncia dada pelo
chamado Princpio da
Construo ou Princpio de
Aufbau.
Princpio da Construo
Esquema para estabelecer a ordem da energia das orbitais
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Princpio da Construo
Princpio da Construo
Os eletres ocupam preferenciamente as orbitais de menor energia, de modo que a energia do tomo seja mnima.
A ordem de preenchimento das orbitais em tomos polietrnicos respeita o esquema:
1s 2s 2p 3s 3p 4s
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Existe ainda um terceiro critrio para estabelecer configuraes
eletrnicas no estado fundamental.
Por exemplo, a configurao eletrnica do nitrognio :
7N 1 2 2
2 2
e no desta forma:
7N 1 2 2
2 2
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Regra de Hund
Regra de Hund: em orbitais com a mesma energia (orbitais p do
mesmo nvel) os eletres so distribudos de modo que seja mximo
o nmero de eletres desemparelhados.
Por exemplo, para orbitais 2p, em tomos no estado fundamental,
possvel:
mas no:
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Configurao eletrnica
A figura ao lado mostra as
configuraes eletrnicas no
estado fundamental para todos
os tomos at Z = 23.
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Atravs da configurao eletrnica possvel saber o nmero de
eletres de valncia.
Configurao eletrnica
Cerne Nvel de valncia
Conjunto do ncleo e de todos os eletres interiores, isto , os
que no so de valncia.
Eletres do nvel de energia mais exterior. So os mais
importantes, por exemplo na formao de ies.
5B 1s2 2s2 2p1 5B 1s
2 2s2 2p1