química - Colegio Dourado

ATIVIDADE DE QUÍMICA – REVISÃO – 9º ANO
Distribuição Eletrônica de Linus Pauling
Em anos anteriores ao rearranjo que Linus Pauling fez para distribuir eletronicamente
os elementos, os Cientistas Bohr e Sommerfield descobriram os níveis e subníveis de
energia. Eles estão melhor representados na imagem abaixo:
Os níveis podem ser representados pelas letras maiúsculas, intituladas camadas e os
subníveis pelas letras minúsculas onde nos subníveis cada letra tem uma quantidade
máxima de elétrons, representadas abaixo:
Após conceitos importantes, Linus Pauling, um químico dos Estados Unidos
extremamente importante para o século XX, que recebeu dois prêmios Nobel: de
Química, em 1954, por seu trabalho sobre o conceito da estrutura molecular com
mecânica quântica; e da Paz, em 1962, por suas objeções declaradas aos testes
nucleares, criou uma representação gráfica para os subníveis de energia e facilitou a
visualização da sua ordem crescente de energia, que é conhecida como Diagrama de
Linus Pauling, representada abaixo:
Números Quânticos
Definição
São códigos matemáticos associados à energia do elétron.
A caracterização de cada elétron é dividida em quatro partes, sendo elas:
1- Principal(n)
Nível de energia do elétron
N= 1, 2, 3, ..... 7
2- Secundário
Subnível de energia do elétron
Subnível
Valores de L
S
0
P
1
D
2
F
3
3- Magnético(m)
É a região onde encontra o elétron, chamado orbital
Tipos de
subnível
S
P
D
F
Valores de L
0
1
2
3
Valores de m
ou ml
0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2
-3, -2, -1, 0, +1,
+2, +3
Quantidade de
orbitais
1
3
5
7
Representação
gráf dos orbitais
4- Spin
Para Identificar a rotação do elétron
-
+
Observações:
- Regra de Hund
Os orbitais de um mesmo subnível são preenchidos de modo que se obtenha o maior
número possível de elétrons isolados ( desemparelhados).
- Princípio da Exclusão de Pauli
Em um orbital existem no máximo 2 elétrons com spins opostos
- Princípio da Incerteza
Impossível determinar com absoluta precisão a velocidade e a posição do elétron
- Em um mesmo átomo não existem dois elétrons com os mesmos números
quânticos.
Tabela Periódica
D. Mendeleyev
Dimitri Ivanovitch Mendeleyev nasceu em tobolsk, na Rússia, em 1834. Formou-se em Química
em São Petersburgo e trabalhou na Alemanha, na França e nos Estados Unidos. Estudou as
propriedades do petróleo, dos gases, das soluções e dos explosivos. Sua maior contribuição
para a ciência foi a Classificação Periódica dos Elementos. Em sua homenagem foi dado o
nome de mendelévio ao elemento químico de número atômico 101. Faleceu em São
Petersburgo, em 1907.
Introdução
Em uma Biblioteca, os livros estão organizados nas estantes de acordo com o critério lógico.
De maneira análoga, os trabalhos de alguns cientistas conduziram a um modo lógico de
organizar os elementos químicos, que se baseia em suas características. Trata-se da tabela
periódica dos elementos. E seu princípio básico para a organização dos elementos está na
ordem crescente de número atômico.
Períodos
As sete linhas horizontais que aparecem na tabela periódica são denominadas períodos.
Devemos notar que:
1º período
2º período
3º período
4º período
5º período
6º período
7º período
Muito Curto
Curto
Tem 2 elementos
Tem 8 elementos
Longo
Tem 18 elementos
Super Longo
Incompleto
Tem 32 elementos
Tem 25 elementos
H e He
do Li ao Ne
do Na ao Ar
do K ao Kr
do Rb ao Xe
do Cs ao Rn
do Fr ao Rg
Obs:
- No 6º período a terceira casa possui 15 elementos, que por comodidade estão indicados na
primeira linha após a tabela periódica. Essa série é chamada de série dos lantanídeos.
- No 7º período existe a mesma observação do 6º período, onde está localizado na segunda
linha abaixo da tabela periódica, sendo chamado de série dos actinídeos.
Grupos ( Família)
As dezoito linhas verticais que aparecem na tabela são denominadas grupos ou família. Os
grupos tem uma importância especial para a química, pois cada coluna é formada por
elementos com propriedades químicas semelhantes. A numeração tradicional é 1A, 2A, 3B, 4B,
entre outros, como vemos na tabela com a numeração em algarismos romanos. Atualmente a
Iupac recomenda que a numeração seja 1,2,3,4,5 e assim sucessivamente. Na tabela abaixo
seguem os nomes das famílias:
Número do Grupo
ou Família
1A (1)
2A (2)
3A (3)
4A (4)
5A (5)
6A (6)
7A (7)
8A (8)
Elementos
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
Be, Mg, Ca, Sr, Ba,
Ra
B, Al, Ga, In, Tl
C, Si, Ge, Sn, Pb
N, P, As, Sb, Bi
O, S, Se, Te, Po
F, Cl, Br, I, At
He, Ne, Ar, Kr, Xe,
Rn
Nome da Família
Metais Alcalinos
Metais alcalinos
Terrosos
Família do Boro
Família do Carbono
Família do Nitrogênio
Família do Calcogênio
Família do Halogênio
Família dos Gases
Nobres
Localização na Tabela Periódica
1º Distribuição Eletrônica
1.1.
Período
O período se identifica através da quantidade de níveis (camadas) que possui o elemento
Ex: 4Be : 1s2 2s2 2º período
13Al
1.2.
Ex:
: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 3º período
Grupo ou Família
35Br:
38Sr:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 4º período
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
5º período
2º Propriedades Físicas e Químicas
2.1 Metais (dois terços dos elementos)
Apresentam brilho metálico e conduzem corrente elétrica e calor
2.2 Semi-metais ( 7 elementos)
Apresentam brilho metálico e tem pequena condutibilidade elétrica
2.3 Ametais (11 elementos)
Não apresentam brilho e não são condutores ( pólvora e fabricação de pneus)
2.4 Gases Nobres
Tem o estado gasoso e sua principal característica é a estabilidade dos elementos.
2.5 Hidrogênio
Elemento atípico, pois tem propriedade de se combinar com metais, ametais e semi-metais.
Gás muito inflamável.
Exercícios
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA DE LINUS PAULING
1ª) Faça a distribuição eletrônica para os elementos:
a) 12Mg
b) 20Ca
c) 26 Fe
d) 35 Br
e) 56 Ba
f) 86 Rn
g) 104 Rf
2ª) De acordo com o exercício 1, indique:
I) O subnível mais energético de cada distribuição;
II) A quantidade de elétrons na camada de valência de cada elemento.
3ª) Faça a distribuição eletrônica para os íons:
a) 12Mg +2
b) 20Ca +2
c) 26 Fe +3
d) 35 Br -1
e) 15P -3
f) 55Cs 1+
4ª) A pedra imã natural é a magnetita (Fe3O4). O metal ferro pode ser
representado por 26Fe56 e seu átomo apresenta a seguinte distribuição
eletrônica por níveis:
a) 2, 8, 16.
b) 2, 8, 8, 8.
c) 2, 8, 10, 6.
d) 2, 8, 14, 2.
e) 2, 8, 18, 18, 10.
5ª) Os átomos dos elementos X e Y apresentam, respectivamente, apenas 1
elétron nos subníveis 3d e 4d, logo, podemos afirmar que seus números
atômicos são:
a) 19 e 39.
b) 21 e 42.
c) 21 e 39.
d) 11 e 26.
e) 19 e 42.
NÚMEROS QUÂNTICOS
1ª) Um sistema atômico apresenta configuração eletrônica representada por
1s2, 2s1. Isto nos diz que existem .......... elétrons no sistema, distribuídos em
........ níveis de energia, e num total de ......... orbitais. A alternativa que
completa corretamente é:
a) 3, 3, 3.
b) 3, 2, 3.
c) 3, 2, 2.
d) 2, 3, 3.
e) 3, 3, 2.
2ª) Em um subnível de número quântico azimutal 2, o número quântico
magnético pode assumir os seguintes valores:
a) 0 e 1.
b) 0, 1 e 2.
c) apenas – 1, 0 , + 1.
d) apenas 0, + 1 e + 2.
e) – 2, – 1, 0 , + 1, + 2.
3ª) Uma substância apresenta em sua estrutura um átomo cujo subnível mais
energético é 5s1 de modo que:
I O número total de elétrons desse átomo é igual a 37.
II Este átomo apresenta 5 camadas eletrônicas.
III Apresenta 2 elétrons desemparelhados.
Pode-se afirmar que:
a) apenas a afirmação I é correta.
b) apenas a afirmação II é correta.
c) apenas a afirmação III é correta.
d) as afirmações I e II são corretas.
e) as afirmações II e III são corretas
4ª) O subnível mais energético do átomo de um elemento apresenta os
seguintes números quânticos: n = 3, l = 2 e m = 0. O número atômico deste
elemento é, no máximo, igual a:
a) 24.
b) 27.
c) 25. e) 28.
d) 26
5ª) A configuração eletrônica de um elemento químico indica a existência de 9
elétrons com número quântico principal 4 (n = 4). O elemento químico tem
número atômico:
a) 9.
b) 39.
c) 27.
d) 41.
e) 37.
TABELA PERIÓDICA
1ª)Os três elementos X, Y e Z têm as seguintes estruturas eletrônicas no
estado fundamental:
_ X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5.
_ Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.
_ Z: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4.
Respectivamente, esses elementos, são:
a) elemento de transição, gás nobre, elemento representativo.
b) elemento de transição, elemento representativo, gás nobre.
c) elemento representativo, gás nobre, elemento de transição.
d) elemento representativo, elemento de transição, gás nobre.
2ª) O subnível de maior energia do átomo de certo elemento químico é 4d5.
Esse elemento é um metal:
a) representativo do 4º período da tabela periódica.
b) representativo do 5º período da tabela periódica.
c) de transição do 5º período da tabela periódica.
d) de transição do 4º período da tabela periódica.
e) de transição do grupo 5B da tabela periódica.
3ª) O subnível mais energético do átomo de um elemento químico é 4p3.
Portanto, seu número atômico e sua posição na tabela periódica serão:
a) 23, 4A, 4º período.
b) 33, 5A, 5º período.
c) 33, 4A, 5º período.
d) 28, 4A, 4º período.
e) 33, 5A, 4º período.
4ª) Fazendo a associação entre as colunas abaixo, que correspondem às
famílias de elementos segundo a tabela periódica, a sequência numérica será:
1- Gases Nobres
2- Metais Alcalinos
3- Metais Alcalinos Terrosos
4- Calcogênios
5- Halogênios
( ) Grupo 1 A
( ) Grupo 2 A
( ) Grupo 6 A
( ) Grupo 7 A
( ) Grupo O
a) 1, 2, 3, 4, 5.
b) 2, 3, 4, 5, 1.
c) 3, 2, 5, 4, 1.
d) 3, 2, 4, 5, 1.
e) 5, 2, 4, 3, 1.
5ª) Um átomo X tem um próton a mais que um átomo Y. Com base nesta
informação, assinale a alternativa correta.
a) Se Y for um gás nobre, X será um metal alcalino.
b) Se Y for um alcalino-terroso, X será um metal alcalino.
c) Se Y for um gás nobre, X será um halogênio.
d) Se Y for um metal, X será um gás nobre.
e) Se Y for um gás nobre, X será um alcalino-terroso.
6ª) Indique o nome das famílias que apresentam as seguintes configurações
gerais:
a) ns2 np6
b) ns2
c) ns1
d) ns2 np4
e) ns2 np5
7ª) Qual dentre as séries abaixo é composta, respectivamente, de halogênio,
metal alcalino, metal alcalino-terroso e gás nobre?
a) As, Fe, Ra e Rn
b) F, Li, Fe e Xe
c) C , Rb, A e He
d) Br, Na, Ba e Co
e) I, Cs, Ca e Rn