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