Estes exercícios sobre teoria do octeto abordam como os átomos compartilham ou transferem elétrons para adquirir configuração eletrônica de gás nobre e alcançar a estabilidade. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça Show (Mackenzie-SP) Para que átomos de enxofre e potássio adquiram configuração eletrônica igual à de um gás nobre, é necessário que: a) o enxofre receba 2 elétrons e que o potássio receba 7 elétrons. b) o enxofre ceda 6 elétrons e que o potássio receba 7 elétrons. c) o enxofre ceda 2 elétrons e que o potássio ceda 1 elétron. d) o enxofre receba 6 elétrons e que o potássio ceda 1 elétron. e) o enxofre receba 2 elétrons e que o potássio ceda 1 elétron. Seguindo a teoria do octeto, qual íon é formado pelo átomo de cálcio (Ca) para que ele fique mais estável? (Dado: Número atômico do Ca = 20). a) Ca-3 b) Ca-2 c) Ca-1 d) Ca+1 e) Ca+2 A configuração eletrônica do cloro (Z = 17) fica igual à de qual gás nobre quando ele segue a regra do octeto, formando compostos para ficar estável? a) He. b) Ne. c) Ar. d) Kr. e) Xe. (U. Católica Dom Bosco-MS) Um elemento de configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 possui forte tendência para: a) perder 5 elétrons. b) perder 1 elétron. c) perder 2 elétrons. d) ganhar 2 elétrons. e) ganhar 1 elétron. respostas Alternativa “e”. A teoria do octeto diz que, para ficar estável, o átomo do elemento deve ficar com oito elétrons em sua camada de valência, adquirindo assim a configuração eletrônica de um gás nobre. * O enxofre possui 16 elétrons, o que dá a seguinte configuração eletrônica no estado fundamental em ordem de camada eletrônica: 2 – 8 – 6. Portanto, ele tem seis elétrons na camada de valência e precisa receber mais dois elétrons para ficar estável. * Já o potássio possui 19 elétrons, o que dá a seguinte configuração eletrônica no estado fundamental em ordem de camada eletrônica: 2 – 8 – 8 – 1. Portanto, ele tem 1 elétron na camada de valência, mas tende a perder esse elétron para ficar com a camada anterior, que tem oito elétrons, como sua camada de valência. Voltar a questão Alternativa “e”. Visto que o cálcio possui 20 elétrons no estado fundamental, a configuração eletrônica em ordem de camada eletrônica é: 2 – 8 – 8 – 2. Portanto, ele tem dois elétrons na camada de valência, mas tende a perder esses elétrons para ficar com a camada anterior, com oito elétrons, como sua camada de valência. Visto que os elétrons são negativos, ao perder dois elétrons, o cálcio fica com duas cargas positivas (dois prótons) a mais, por isso, forma-se o cátion Ca+2. Voltar a questão Alternativa “c”. O cloro possui 17 elétrons no estado fundamental e sua configuração eletrônica em ordem de camada eletrônica é 2 – 8 – 7. Portanto, ele tem sete elétrons na camada de valência e tende a ganhar 1 elétron para ficar com 8 elétrons na camada de valência. Assim, ele fica com um total de 18 elétrons e sua configuração eletrônica iguala-se à do argônio. Voltar a questão Alternativa “e”. Pela configuração 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, vemos que esse elemento possui sete elétrons (2 + 5) na camada de valência. Então, segundo a regra do octeto, sua tendência é ganhar 1 elétron para ficar com oito elétrons na camada de valência e alcançar a estabilidade. Voltar a questão Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas Assista às nossas videoaulas Relembrando: Fe 2+: O ferro tem 26 átomos, perdeu 2 (+2), totalizando= 24 átomos Distribuição: 1s²2s²2p63s²3p63d6 Al 3+: O alumínio tem 13 átomos, perdeu 3 (+3), totalizando= 24 átomos Distribuição: 1s²2s²2p6 Cu+: O cobre tem 29 átomos, perdeu 1 (+1), totalizando= 28 átomos Distribuição: 1s²2s²2p63s²3p63d10 Ba2+: O bário tem 56 átomos, perdeu 2 (+2), totalizando= 54 átomos Distribuição: 1s²2s²2p63s²3p63d104s²4p64d105s²5p6 Br-: O bromo tem 35 átomos, ganhou 1 (-1), totalizando= 36 átomos Distribuição: 1s²2s²2p63s²3p63d104s²4p6 O2-: O oxigênio tem 8 átomos, ganhou 2 (-2), totalizando= 10 átomos Distribuição: 1s²2s²2p6 Ouça este artigo: Com os aperfeiçoamentos feitos na Tabela Periódica ao longo dos anos, e com o aumento de elementos químicos conhecidos, passou-se a utiliza-la de modo a prever o comportamento dos elementos nela contidos no que diz respeito às suas propriedades e características, contudo, existem exceções, tornando a tabela falível nas previsões de propriedades desses elementos. Por esse motivo iniciou-se estudos quânticos relacionados aos elementos, os átomos e principalmente sobre o posicionamento dos elétrons na eletrosfera. A distribuição eletrônica, ou como também é conhecida, princípio da configuração eletrônica nada mais é que a disposição dos elétrons de forma que o átomo fique em seu estado fundamental. O estado fundamental de um átomo é aquele onde todos os seus elétrons estão dispostos nos níveis mais baixos de energia que estão disponíveis. O estado fundamental também é conhecido como estado estacionário, e nesse estado o átomo possui os seus elétrons em um estado de mínima energia possível. Camadas eletrônicasA partir do modelo atômico de Bohr, que é um aperfeiçoamento do modelo atômico de Rutherford, tornou-se possível a compreensão de alguns fenômenos que os modelos atômicos anteriores não conseguiam explicar com eficácia. Através de um experimento que se baseou na emissão de luz utilizando átomos de apenas um elétron, o postulado de Bohr mostrou que os elétrons estão confinados em determinados níveis de energia quando em seu estado estacionário, e cada estado estacionário está relacionado à um nível de energia, descrito pelo número quântico principal (n) que varia de 1 a 7, também chamados de camadas K, L, M, N, O, P e Q, e representado por uma órbita localizada ao redor do núcleo do átomo. Para que o elétron migre de um nível para o outro é necessário que haja absorção de energia. Cada camada comporta uma quantidade máxima de elétrons, como podemos verificar a seguir:
A partir dessas informações, podemos distribuir os elétrons de qualquer elemento da tabela periódica com facilidade, por exemplo: Hidrogênio (H): Número atômico = 1
Carbono (C): Número atômico = 6
Cálcio (Ca):
Subníveis de Energia – Diagrama de Linus PaulingO modelo de Bohr não corresponde com a realidade do que ocorre com a entrada de elétrons nos níveis de energia da eletrosfera. Através de estudos quânticos, Linus Pauling criou um diagrama que facilita o entendimento de como os elétrons ocupam os orbitais. Normalmente os elétrons ocupam quatro principais orbitais eletrônicos que são identificados pelas letras s, p, d e pela letra f, em ordem crescente de energia. Para cada nível de energia (n= 1 a 7), existem os subníveis de energia que estão diretamente ligados a um dos orbitais. Este método foi criado pelo físico alemão Erwin Madelung e aperfeiçoado por Linus Pauling, por esse motivo, na literatura é comum citar somente o diagrama de Linus Pauling, ou apenas diagrama de Pauling. Quando um elétron está localizado no nível 1 por exemplo, representa-se o mesmo como 1s, pois este encontra-se no nível 1 e no orbital s, e assim sucessivamente com os demais níveis e orbitais. O princípio básico do diagrama de Linus Pauling consiste em facilitar o entendimento de como os elétrons se distribuem nos níveis e subníveis de energia até a sua camada de valência. A camada de valência é a que acomoda os elétrons com maior energia, que são responsáveis pela ocorrência das reações químicas, pois os elétrons contidos nela estão instáveis e buscando outros elétrons para que possam se tornar estáveis conforme a Teoria do Octeto. Como vimos anteriormente, os átomos comumente ocupam 7 níveis de energia, cada nível com seus subníveis associados ao tipo de orbital em que o elétron se encaixa. Cada orbital possui no máximo dois elétrons, por esse motivo, eles podem ser distribuídos nos subníveis de energia.
Vejamos abaixo o esquema de como funciona o diagrama de Pauling, que permite realizar a distribuição eletrônica de todos os elementos químicos da tabela periódica e em seguida alguns exemplos de como realizar a distribuição eletrônica utilizando esse modelo. Para compreender o diagrama, é preciso primeiramente entender a simbologia presente nele: Diagrama de Pauling Desse modo temos a sequência energética da seguinte maneira: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6 Vejamos agora um exemplo prático de como aplicar o diagrama de Pauling com alguns elementos químicos: Rubídio (Rb): 37Rb = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 Camada de Valência: 5s1 – 1 elétron na última camada Titânio (Ti): 22Ti = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 Camada de Valência: 3d2 – 2 elétrons na última camada Sódio (Na): 11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1 Camada de Valência: 3s1 – 1 elétron na última camada Cálcio (Ca): 20Ca = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Camada de Valência: 4s2 – 2 elétrons na última camada Para íons também podemos utilizar o diagrama de Pauling para realizar a distribuição eletrônica: Cálcio (Ca2+): 20Ca2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Camada de Valência: 3s2 e 3p6 – 8 elétrons na última camada Flúor (F-): 9F- = 1s2 2s2 2p6 Camada de Valência: 2s2 e 2p6 – 8 elétrons na última camada Cloro (Cl-): 17Cl- = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Camada de Valência: 3s2 e 3p6 – 8 elétrons na última camada Conforme podemos observar nos exemplos acima, quando realizamos a distribuição eletrônica de íons, partimos da distribuição do elemento químico em seu estado neutro, ou seja, partimos do átomo neutro e depois acrescentamos ou retiramos os elétrons de acordo com a carga do íon, desse modo, para cátions (elemento que perdeu elétron (s), portanto com carga positiva) retiramos a quantidade de elétrons de acordo com a carga do íon e para ânions (elemento que ganhou elétron (s), portanto com carga negativa) acrescentamos a quantidade de elétrons de acordo com a carga do íon. Na tabela periódica os elementos são agrupados de acordo com suas propriedades, e considerando que a distribuição eletrônica é feita com base no preenchimento dos orbitais, podemos representar que a tabela periódica é dividida da seguinte forma: Distribuição de todos os elementos da Tabela Periódica
Referências: SANTOS, W. L. P.dos.; MOL, G. de S. Química Cidadã: Volume 1: Ensino Médio. 2. ed. São Paulo: AJS, 2013. http://qgt-uniban.orgfree.com/teoria/QGT3.pdf Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/distribuicao-eletronica/ Sobre a estrutura atômica, configuração eletrônica e periodicidade química, é correto afirmar que: |