O volume do átomo é determinado pelos elétrons. Como alguns desses elétrons são mais facilmente removíveis que outros, podemos concluir que alguns elétrons são mais próximos do núcleo que outros.
Por causa da atração pelo núcleo, a energia potencial do elétron diminui na medida em que se aproxima do núcleo. Enquanto isso, sua velocidade e, conseqüentemente, sua energia cinética aumentam. De modo geral, a energia total do elétron aumenta na medida em que ele se afasta do núcleo.
Dependendo da distância do elétron em relação ao núcleo, conclui-se que os elétrons se encontram em níveis energéticos diferentes.
A) Sabe-se que os sistemas atômicos são mantidos por meio de um conjunto de forças. O sistema atômico é composto por um núcleo, positivamente carregado e orbitados por elétrons, negativamente carregados.
Material = átomos = núcleo (nêutrons e prótons) + eletrosfera (elétrons distribuídos em diversas camadas ou níveis de energia)
B) Os elétrons que circulam ao redor do núcleo se posicionam em certos níveis de energia bem definidos, denominados orbitais.
C) De modo didático, podemos admitir, ainda, o modelo atômico proposto por Niels Bohr em 1913. Este modelo explica que os elétrons giram ao redor do núcleo em orbitais fixas e com energia definida.
O número de elétrons varia de material para material. Dessa forma, existe uma variação no número de elétrons da última camada (camada de valência).
D) As orbitais são chamadas de camadas eletrônicas e são representadas pelas letras.
Quanto mais distante do núcleo, mais energia o elétron possui: Um elétron que está no nível 3 possui mais energia do que um elétron que está no nível 2.
Se um elétron saia de um nível mais afastado para um mais próximo do núcleo, deve ocorrer liberação de energia, isso acontece na forma de radiação luminosa.
Podemos observar isso quando estamos cozinhando e a água da panela escorre para a chama azul, deixando a chama amarela. Os fogos de artifícios utilizam as trocas de níveis dos elétrons dos átomos que compõe o material que está queimando para a emissão de luz de várias cores. A cor depende do tipo de sal que estará junto à pólvora.
A energia libera forma de calor na queima da pólvora e excita os elétrons dos átomos do material que está junto à pólvora. Os elétrons, ao receberem a energia, pulam para níveis mais extremos, mas acabam voltando rapidamente para as suas órbitas de origem. Uma vez nos seus respectivos níveis de energia, os elétrons precisam devolver rapidamente a energia que ganharam, pois estarão em níveis de energia menores. A forma de devolução dessa energia para o ambiente é a luz.
Mediante estudos de espectros (espectrologia) os cientistas podem determinar quantos níveis de energia têm nos átomos. De fato, quando um elétron adquire energia, ele se move de um nível para outro mais afastado do núcleo. O núcleo é o nível de maior conteúdo de energia. Perdendo a energia adquirida, o elétron a devolve em forma de radiação luminosa.
Nos átomos dos 110 elementos químicos conhecidos, podem ocorrer 7 níveis de energia contendo elétrons. Os níveis são representados pelas letras K, L, M, N, O, P e Q ou pelos números 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, chamados de números quânticos principais, representando aproximadamente a distância do elétron ao núcleo, e também, a energia do elétron. Se um elétron tem um número quântico igual a 3, ele pertence à camada M e tem energia desse nível.
REPRESENTAÇÃO UNIVERSAL DAS CAMADAS ELETRÔNICAS (OU NÍVEIS)
São Sete Camadas
1ª K
2ª L
3ª M
4ª N
5ª O
6ª P
7ª Q
Equação: X = 2.n2
X = número de elétrons
n = número quântico principal correspondente a essa camada
Aplicando a equação para cada camada obtemos:
Camadas/ Número de elétrons
K = 2
L = 8
M = 18
N = 32
O = 32
P = 18
Q = 2
Cada camada tem um número máximo de elétrons
Essa fórmula se aplica até a camada N (inclusive).Para os átomos dos 110 elementos conhecidos, vigoram, até agora, os seguintes números máximos de elétrons em cada camada:
Camadas
Na camada P pode haver até 72 elétrons. Até o momento ela está no máximo com 16 elétrons (elemento Z = 110). O elemento Z = 111 apresentará 17 elétrons na camada P.
Exemplo:
Representação esquemática do átomo de número atômico 17 e número de massa 35.
Temos:
Z = 17 e A = 35
Nº de prótons: Z = 17;
Nº de elétrons: Z = 17;
Nº de nêutron: n = A - Z = 35 - 17 = 18
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA 17 p e 18 n K=2 L=8 M=7
CAMADA DE VALÊNCIA
O nível de energia mais externo do átomo é denominado de camada de valência e pode conter, no máximo, 8 elétrons.
REGRA PRÁTICA DE DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Distribuir segundo K, L, M, N, O, P e Q até completar o número atômico (Z).
Se na última camada tiver mais do que 8 elétrons, risca-se colocando o número imediatamente inferior, que esteja entre 2, 8, 18 e 32. A diferença passa para o nível seguinte. Na penúltima camada não pode haver mais que 18 elétrons.
Se recair nas condições do item B, repete-se o feito. Por exemplo:
a) Fornecer a divisão eletrônica do átomo de nºatômico = 20
K = 2 L=8 M,=8 N=2 ( M=10)
b) Fornecer a divisão eletrônica do átomo de nºatômico = 53
K = 2 ; L = 8 ; M = 18 ; N = 18 ;0 = 7 (N = 25)
Nota: esse processo apresenta muitas exceções.
Uma aluna preocupada escreveu:
Não entendi porque às vezes um elemento tem 3 camadas quando se pode por tudo em apenas 2 camadas. ex: um elemento com Z= 10 deveria ser 2 na K e 8 na L e não 2 na K ,6 na L e 2na M! Mas acho que ela está confundindo a TEORIA DO OCTETO com a distribuição eletrônica de LINUS PAULING.
A TEORIA DO OCTETO diz que 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.
Um átomo só pode ter 8 elétrons na última camada da sua eletrosfera para atingir uma situação estável. Com exceção do hélio, todos os gases nobres possuem na última camada da sua eletrosfera (camada de valência), por isso são estáveis e não podem formar nenhum composto químico. Quando um átomo possui menos de 8 elétrons na camada de valência (a última camada), ele tende a“associar-se” a outros átomos para completar a camada incompleta. Quando um átomo possui mais de 8 elétrons na camada de valência (a última camada), ele tende a“associar-se” a outros átomos para eliminar elétrons. Daí surgem os compostos químicos.
Então já sabemos que o número máximo de elétrons da última camada é 8. Sabendo também que o número mínimo de elétrons da última camada é 2, fica fácil entender que, no caso de um elemento com Z = 10, a primeira camada é:
K 2 (número máximo da 1º camada);
L 8 (número máximo da 1º camada);
M 8 (número máximo da última camada)
N 2 (sobra de elétrons)
Acontece que, segundo a distribuição eletrônica de LINUS PAULING, as camadas K, L, M, N, O, P e Q representam o 1º, o 2º, o 3º, o 4º, o 5º, o 6º e o 7º níveis de energia, mas cada nível é constituído de subníveis que são: s, p, d, r. Cada um desses subníveis possui um número máximo de elétrons: S=2; P=6; D=10; R=14
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