Distribuição Eletrônica

Os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo. Admite-se a existência de 7 camadas eletrônicas, designados pelas letras maiúsculas:  K, L, M, N, O, P e Q. 

À medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados.  

As camadas da eletrosfera representam os níveis de energia da eletrosfera. 

Assim, as camadas K, L, M, N, O, P e Q constituem os 1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º e 7º níveis de energia, respectivamente.  

Em cada camada ou nível de energia, os elétrons se distribuem em subcamadas ou subníveis de energia, representados pelas letras s, p, d, f, em ordem crescente de energia.  

O número máximo de elétrons que cabe em cada subcamada, ou subnível de energia, também foi determinado experimentalmente:  

Subnível                                      s p   d    f 

Número máximo de elétrons 2 6 10 14

O número de subníveis que constituem cada nível de energia depende do número máximo de elétrons que cabe em cada nível. 

Assim, como no 1º nível cabem no máximo 2 elétrons, esse nível apresenta apenas um subnível s, no qual cabem os 2 elétrons. O subnível s do 1º nível de energia é representado por 1s.  

Como no 2º nível cabem no máximo 8 elétrons, o 2º nível é constituído de um subnível s, no qual cabem no máximo 2 elétrons, e um subnível p, no qual cabem no máximo 6 elétrons. Desse modo, o 2º nível é formado de dois subníveis, representados por 2s e 2p, e assim por diante.

Linus Carl Pauling (1901-1994), químico americano, elaborou um dispositivo prático que permite colocar todos os subníveis de energia conhecidos em ordem crescente de energia. É o processo das diagonais, denominado diagrama de Pauling, representado a seguir. 
A ordem crescente de energia dos subníveis é a ordem na sequência das diagonais.

Exercícios

01. Determine o nome, símbolo e efetue a distribuição eletrônica por camadas dos seguintes átomos:

a) Z=11

Sódio (Na)

1K = 2 é

2L = 8 é

3M = 1 é

b) Z=35

c) Z=5

02. Distribuir os elétrons do átomo normal de manganês (Z=25) em ordem de camada.

03. Distribuir os elétrons do átomo normal de xenônio (Z=54) em ordem de camada.

04. Determine:

a) o nome

b) o símbolo 

c) efetue a distribuição eletrônica de energia 

d) efetue a distribuição eletrônica por camadas

A) Z=20

a) Cálcio 

b) Ca

c) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

d) 1K = 2 é

     2L = 8 é

     3M= 10 é

B) Z=27

C) Z=13

D) Z=36

E) Z=25

F) Z=31

G) Z=22

H) Z=2

I) Z=12

05. (F.E. FAAP-SP) Faça a distribuição eletrônica para o átomo do elemento químico de Z=17 e indique o número de elétrons do subnível mais energético.

06. (FMABC) O átomo de carbono (número atômico 6), no seu estado fundamental, tem elétrons somente:

a) no orbital 1s;

b) nos orbitais 1s e 2s;

c) nos orbitais 1s, 2s e 2p;

d) nos orbitais 1s, 2s, 2p e 3s;

e) nos orbitais 1s, 2s, 2p, 3s e 3p.

07. (ITA-SP) A configuração eletrônica do átomo de cálcio no seu estado fundamental é:

a) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

b) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d²

c) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3d² 3p³

d) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 4s² 3d⁶

e) n.d.a.

08. Qual a distribuição eletrônica em camadas do átomo ₂₆Fe⁵⁶? 

a) 2 – 8 – 10 – 2. 

b) 2 – 8 – 12. 

c) 2 – 8 – 8 – 4. 

d) 2 – 8 – 18 – 18 – 8 – 2.  

e) 2 – 8 – 14 – 2.

Fonte bibliográfica:

SILVA, Eduardo Roberto da & HASHIMOTO, Ruth R. Cursos Práticos Nova Cultural – Vestibular. Química

http://brasilescola.uol.com.br/quimica/distribuicao-eletronica-de-eletrons.htm

http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-distribuicao-eletronica.htm

Dedico o post de hoje ao meu querido aluno Kauan Ravazzio que contribuiu com os exercícios 01 e 04.

Camadas Eletrônicas ou Níveis de Energia

A coroa ou eletrosfera está dividida em 7 camadas designadas por K, L, M, N, O, P, Q ou pelos números: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.  

O número de camada é chamado número quântico principal (n).

Número máximo de elétrons em cada nível de energia:

O elemento de número atômico 112 apresenta o seguinte número de elétrons nas camadas energéticas:  

K L M   N   O   P   Q 

2 8  18 32 32  18 2 

Camada de valência é a camada mais externa do átomo e pode contar no máximo 8 elétrons.

Subcamadas ou Subníveis de Energia 

Uma camada de número n será subdividida em n subníveis:  

s, p, d, f, g, h, i...  

Nos átomos dos elementos conhecidos, os subníveis teóricos g, h, i... estão vazios.  

Número máximo de elétrons em cada subnível experimental:  

s     p     d     f 

2    6    10   14

Fonte bibliográfica:

http://www.infoescola.com/quimica/distribuicao-eletronica/

Modelo Atômico de Bohr

No ano de 1913, o dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr (1885-1962) estabeleceu o modelo atômico sistema planetário que é usado atualmente.   

Bohr chegou a esse modelo baseando-se no dilema do átomo estável. Ele acreditava na existência de princípios físicos que descrevessem os elétrons existentes nos átomos. Esses princípios ainda eram desconhecidos e graças a esse físico passaram a ser usados.   

Bohr iniciou seus experimentos admitindo que um gás emitia luz quando uma corrente elétrica passava nele. Isso se explica pelo fato de que os elétrons, em seus átomos, absorvem energia elétrica e depois a liberam na forma de luz. Sendo assim, ele deduziu que um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, isto é, a energia de um elétron em um átomo é quantizada. Esse conjunto de energias quantizadas mais tarde foi chamado de níveis de energia.   

Com essas conclusões Bohr aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford e chegou ao modelo do átomo como sistema planetário, onde os elétrons se organizam na eletrosfera na forma de camadas.

Conceito de Bohr: 

Os elétrons giram ao redor do núcleo em órbitas fixas e definidas, chamadas camadas eletrônicas ou níveis de energia. 

As camadas da eletrosfera representam os níveis de energia da eletrosfera. São representadas pelas letras maiúsculas K, L, M, N, O, P e Q. 

Assim, as camadas K, L, M, N, O, P e Q constituem os 1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º e 7º níveis de energia, respectivamente.

À medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados.

Os elétrons tendem a ocupar as camadas mais próximas do núcleo e a última camada não pode conter mais do que oito elétrons.

A partir dessa descrição, é fácil deixar-se induzir por uma concepção de um modelo que lembra a órbita de um planeta, com elétrons orbitando ao redor do "núcleo-sol". 

Exercícios:

01. (UFRGS) Uma moda atual entre as crianças é colecionar figurinhas que brilham no escuro. Essas figuras apresentam em sua constituição a substância sulfeto de zinco. O fenômeno ocorre porque alguns elétrons que compõem os átomos dessa substância absorvem energia luminosa e saltam para níveis de energia mais externos. No escuro, esses elétrons retornam aos seus níveis originais, liberando energia luminosa e fazendo a figurinha brilhar. Essa característica pode ser explicada considerando-se o modelo atômico proposto por: 

a) Dalton. 

b) Thomson. 

c) Lavoisier. 

d) Rutherford. 

e) Bohr.

02. (Cefet-PR) Um dos grandes mistérios que a natureza propiciava à espécie humana era a luz. Durante dezenas de milhares de anos a nossa espécie só pôde contar com este ente misterioso por meio de fogueiras, queima de óleo em lamparinas, gordura animal, algumas resinas vegetais etc. Somente a partir da revolução industrial é que se pôde contar com produtos como querosene, terebintina e outras substâncias. Mas, mesmo assim, a natureza da luz permanecia um grande mistério, ou seja, qual fenômeno físico ou químico gera luz. Somente a partir das primeiras décadas do século XX é que Niels Bohr propôs uma explicação razoável sobre a emissão luminosa. Com base no texto, qual alternativa expõe o postulado de Bohr que esclarece a emissão luminosa? 

a) Os elétrons movem-se em níveis bem definidos de energia, que são denominados níveis estacionários. 

b) Ao receber uma quantidade bem definida de energia, um elétron “salta” de um nível mais externo para um nível mais interno. 

c) Um elétron que ocupa um nível mais externo “pula” para um nível mais interno, liberando uma quantidade bem definida de energia. 

d) Quanto mais próximo do núcleo estiver um elétron, mais energia ele pode emitir na forma de luz; quanto mais distante do núcleo estiver um elétron, menos energia ele pode emitir. 

e) Ao se mover em um nível de energia definida, um elétron libera energia na forma de luz visível.

03. Qual das alternativas a seguir indica corretamente o modelo atômico de Niels Bohr? 

a) Descobriu o tamanho do átomo e seu tamanho relativo. 

b) Os elétrons giram em torno do núcleo em determinadas órbitas. 

c) Modelo semelhante a um “pudim de passas” com cargas positivas e negativas em igual número. 

d) Modelo semelhante a um “sistema solar” em que o átomo possui um núcleo e uma eletrosfera. 

e) Átomos esféricos, maciços e indivisíveis.

04. Böhr estabeleceu em sua teoria atômica que os elétrons giram em 7 órbitas circulares denominadas níveis ou camadas ao redor do núcleo, como mostra a seguinte ilustração:    

Segundo Böhr, o átomo pode ter no máximo 7 camadas. Qual delas é a mais energética?  

a) camada K  

b) camada L  

c) camada N  

d) camada P  

e) camada Q

05. Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as questões relacionadas ao átomo de Böhr:  

(   ) Quando o elétron recebe energia, salta para um nível mais energético.  

(   ) Quando o núcleo recebe energia, salta para um nível mais externo.  

(   ) Se um elétron passa do estado A para o estado B, recebendo X unidades de energia, quando voltar de B para A devolverá X unidades de energia na forma de ondas eletromagnéticas.  

(   ) Quando um elétron passa de um estado menos energético para outro mais energético, devolve energia na forma de ondas eletromagnéticas.

06. Escolha, dentre as alternativas, aquela que fornece as palavras corretas para preencher as lacunas vazias do enunciado relacionado ao modelo atômico estabelecido por Böhr.  

Quando um elétron absorve certa quantidade de ................., salta para uma órbita mais ....................... Quando ele retorna à sua órbita original, .................... a mesma quantidade de energia, na forma de ........................  

a) calor, energizada, libera, onda eletromagnética.  

b) energia, energética, absorve, onda eletromagnética.  

c) calor, energizada, absorve, luz.  

d) energia, energética, libera, onda eletromagnética.  

e) energia, externa, libera, luz.

07. O ilustre físico dinamarquês Niels Böhr aperfeiçoou o modelo atômico de Rutherford e estabeleceu um modelo a partir de seus próprios postulados, que estão relacionadas a seguir. Mas ATENÇÃO, alguns estão transcritos de forma incorreta.  

(11) Um elétron libera energia afastando-se do núcleo. Ao absorver energia, retorna para seu local anterior.  

(09) Elétrons, uma vez estáveis, não absorvem nem liberam energia. 

(17) Núcleo e elétrons se repelem mutuamente.  

(04) Os elétrons se organizam na eletrosfera na forma de 7 camadas.  

Dê a somatória das alternativas verdadeiras:  

a) 21  

b) 28  

c) 13  

d) 20

08. (UERJ) A figura a seguir foi proposta por um ilustrador para representar um átomo de Lítio 7Li3 no estado fundamental, segundo o modelo de Bohr.    

? elétron  ? próton  ? nêutron  

Constatamos que a figura está incorreta em relação ao número de:  

a) nêutrons no núcleo  

b) partículas no núcleo  

c) elétrons por camada  

d) partículas na eletrosfera

Fonte bibliográfica:

SILVA, Eduardo Roberto da & HASHIMOTO, Ruth R. Cursos Práticos Nova Cultural – Vestibular. Química

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/o-atomo-bohr.htm

http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-modelo-atomico-bohr.htm

http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-Atomo-bohr.htm