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LIGAÇÕES QUÌMICAS E A TEORIA
ESTRUTURAL DA MATÉRIA
A matéria se apresenta nos estados ´ solido (pedra, madeira), Líquido (água, querosene, azeite), gasoso (ar, butano, aromas) e plasma (porção de um gás está ionizada: estrelas, placas de neônio, plasma intergalático- comum no Universo D. A. Gurnett, A. Bhattacharjee (2005). Introduction to Plasma Physics: With Space and Laboratory Applications. Cambridge, UK: Cambridge University ) Observa-se que existe uma grande diferença entre as propriedades dessas matérias: Podem se presentar quebradiças, condutoras, maleáveis, rígidas, moldáveis, moles, duras, fracas, fortes, etc.. O que permite estas propriedades? As ligações químicas (ligações ou conectividades entre os átomos, principalmente. Tipos de arranjos que descrevem as estruturas geométricas moleculares que formam a matéria. Pode-se afirmar que átomos isolados não existem na natureza, pelo menos, até este momento não se tem informações a não ser os gases nobres. Os átomos dos gases nobre pode coexistir isoladamente sem reagir e por isso eles são considerados estáveis. Por outro lado átomos de Cl, Na, Br, O, F, S, Al, N, C, assim como os demais não coexistem isoladamente. Eles precisar se combinar e formar moléculas, simples ou compostas: Moléculas simples Moléculas compostas
Surge a Teoria Estrutural da Matéria : É a base cientifica que descreve a conectividades dos átomos para formar as moléculas, nas quais as distribuições eletrônicas da camada de valência se juntam dando o tamanho e a forma geométrica molecular, formando assim as características da matéria.
Neste caso, também, a força da ligação é resultado da força de atração eletrostática entre elétrons e núcleos.
Orbital Atômico
Definição de Orbital Atômico
Órbita é o caminho definitivo de um elétron que se move ao redor do núcleo em um átomo. Isso é semelhante a um planeta, se move ao redor do Sol. Orbitais são o espaço ou região ao redor do núcleo onde o elétron é calculado para estar presente. Então órbitas e orbitais têm significados totalmente diferentes.
Forma dos orbitais
Diferentes formas de orbitais são desenhadas
dependendo da possibilidade de encontrar elétrons ao
redor do núcleo. Estes são s, p, d e f. As formas desses
orbitais são discutidas abaixo:
S-orbital
Os orbitais-S são de forma esférica sólida ao redor do núcleo. Quando principal número quântico n = 1 e azimutal número quântico l = 0, que é orbital 1s que é mais próximo do núcleo. Quando n = 2 e l = 0 , ou seja, orbital de 2s que contém um nó. Quando n = 3 e l = 0, ou seja, orbital de 3s que contém dois nódulos. A representação pictórica desses orbitais são mostradas abaixo:
Então podemos dizer que os orbitais s são sempre esféricos independentemente do número quântico principal, independentemente do tamanho, independentemente do número de nós que eles contêm. p-orbitais Os orbitais-p são em forma de sino-mudo contém dois lóbulos como dois balões idênticos amarrados juntos. Os dois lóbulos ficam longe um do outro ao longo da linha axial. Quando n = 1, não há p-orbitais, ele tem apenas s-orbital. Quando n = 2 e l = 1, o número quântico magnético m = +1, 0, -1. Assim, três p-orbitais em forma de sino mudo são encontrados apontando para os três eixos x, y e z que são perpendiculares um ao outro. Estes três orbitais são chamados como px, py e pz. O plano nodal é o avião onde não há possibilidade de encontrar elétrons. Os planos nodais de px, py, pz são yz, xz e xy, respectivamente. d-orbitals Os orbitais-d têm formas diferenciadas e estas só estão disponíveis quando o número quântico principal n = 3 ou mais. Quando n = 3, l = 2, depois m = +2, +1, 0, +1 e +2. Isso significa que (5) cinco orbitais D
Distribuição dos Elétrons nos orbitais s-orbitais Número de elétrons máximos que cada s-orbital pode conter é dois, independentemente do número quântico principal (n). Como 1s2, 2s2, 3s2 etc. Precisamos lembrar que o giro desses dois elétrons deve ser oposto. p-orbitais Cada p-orbital pode possuir o máximo de dois elétrons cada um, o que significa seis para todos os três p-orbitais. Podemos escrever que 2p6 ou 2px2 2py2 2pz2. O giro de cada um desses orbitais deve ser oposto. d e f-orbitais O número total de elétrons em orbitais d e f-orbitais são dez e quatorze, respectivamente. Aqui, dois elétrons máximos podem ocupar em cada um desses d ou f-orbitais. Número quântico de spin Spin desses dois elétrons em cada orbital estará sempre na direção oposta. A imagem a seguir mostra a distribuição máxima de elétrons em cada orbital:
https://chemdictionary.org/orbitals/
Os elétrons estão distribuídos em
camadas eletrônicas ao entorno do
núcleo atômico, e a camada mais externa
é denominada de camada de valência
Para determina-la se usa a distribuição eletrônica no diagrama de Linus Pauling DIAGRAMA DISTRIBUIÇÃO ELETRONICA DE LINUS PAULING
A teoria do octeto , diz que a camada de valência necessita, na maior parte dos átomos, de 8 elétrons para que esteja estável. http://www.professoralekos.com/2014/08/resumo-completo-camada-de-valencia-teoria- octeto.html A camada de valência é a mais externa. Quando não há estabilidade, os átomos tendem a fazer ligações químicas com elementos que possam proporcionar os elétrons faltantes Diagrama de Pauling- Distribuição de elétrons na ordem crescente de energia 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^6 5s^2 4d^10 5p^6 6s^2 4f^14 5d^10 6p^6 7s^2 5f^14 6d^10 7p^6 ... Notação importante
Número Quântico Principal (n) : também conhecido como nível energético são representados pelos números inteiros. Camadas energéticas ou orbitas são presentadas pelas letras: (K, L, M, N...Q) K= 1 s L= 2 s p M= 3 s p d N= 4 s p d f O= 5 s p d f g P= 6 s p d f g h Q= 7 s p d f g h i... Número Quântico Azimutal(l) : é comumente conhecido como subnível energético e representado pelas letras (“s, p, d, f,”), respectivamente, “s(Sharp), p(Principal), d(difuse) e f(fundamental)”. Os subníveis energéticos são formados por orbitais , que comportam 2 elétrons com spins opostos, que segue o princípio da Exclusão de Pauling. Número Quântico Magnético(m): o número quântico magnético é útil para identificação dos orbitais. Onde o orbital da direita tem valor (+) e os da esquerda valor (-). Por exemplo, utilizando o subnível f que possui um maior número de orbitais, temos: Subníveis energéticos ou orbitais ( s, p, d, f ) s = [ 0 ] 1quadrado p = [-1,0,+1] 3quadrado d = [-2,-1,0,+1,+2] 5quadrados f = [-3,-2,-1,0,+1,+2,+3] 7quandrados Número Quântico de Spin (Ms): são representações em forma de seta dos elétrons distribuídos nos orbitais. O valor dos de cada spin é:
