Átomos multieletrônicos e

configuração eletrônica

Prof. Edson Nossol

Uberlândia, 05/04/2018

Química Inorgânica

Número quântico de spin magnético

Stern e Gerlach (1923)

Número quântico de spin magnético

Elétron se comporta

como um imã!

horário anti-horário

ms=+1/2 ms=-1/2

Número quântico de spin magnético

→ ms completa a descrição do elétron, não é

dependente do orbital!

Número quântico de spin magnético

Wolfgang Pauli

Princípio de exclusão de Pauli

Wolfgang Pauli

Dois elétrons no mesmo átomo não podem

ter os mesmos quatro números quânticos

→ n, l, ml descreve o orbital

→ n, l, ml e ms descreve o elétron

Exercício: Quantos elétrons possui um átomo com os números quânticos n= 4, ml= -2

Equação de Schrödinger

Hidrogênio (1 e-)

Hélio (2 e-)

Lítio (3 e-)

Seis novas incógnitas → Equações complicadas

Aproximação

Método Hartree: Ψ né- → produto Ψ 1e-

Hélio (2 e-) e-#1 e-#2

Lítio (3 e-)

1s(2) 2s(1)

Configuração eletrônica (abreviação da notação para função de onda do elétron)

1s2 2s2 1s2 2s2 2p1

Multi-elétrons X átomo de hidrogênio

Ar:

Semelhanças

Diferenças

→ Têm o mesmo formato

→ Mesma “estrutura” nodal

→ Os orbitais são menores nos átomos multieletrônicos

→ A energia dos orbitais em átomos multieletrônicos depende de n e de l

Energia de ligação

Orbitais em átomos multieletrônicos possuem energia menor (mais negativa) que orbitais no H

Átomo de H Átomo multieletrônico

→ A energia dos orbitais em átomos multieletrônicos depende de n e de l

(1e-) (ne-)

-EIn -EInl

Z não é igual a Zeff

Z difere de Zeff devido a BLINDAGEM

Exemplo 1

Z=2

He (carga=2+)

e-

e- elétron#1

elétron#2

• elétron#1: Zeff= 1+

-EInl Ee-#1 = - (+1)2 RH

(1)2

2,18 x 10-18 J

Z=2

He (carga=2+)

e-

elétron#2

• elétron#2: Zeff= 2+

-EInl Ee-#1 = - (+2)2 RH

(1)2

8,72 x 10-18 J

e-

elétron#1

Exemplo 2

Exemplo 1

Exemplo 2

Zeff= 1

Zeff= 2

EI= 2,18 x 10-18 J

blindagem total

EI= 8,72 x 10-18 J

sem blindagem

Experimental EI= 3,94 x 10-18 J

Sabendo a EI podemos obter a carga nuclear efetiva (Zef)

EI =

Exercício: Qual valor de Zef abaixo é possível para um elétron 2s no átomo de Li (Z= 3) a) 0,39 b) 0,87 c) 1,42 d) 3,19 e) a e b f) a, b e c g) b e d

Por quê E2s < E2p e E3s < E3p < E3d ?

Elétrons s são menos

blindados que os elétrons p

En,l

Zeff maior = E menor (mais negativa)

Princípio de Aufbaun

1) Princípio de exclusão de Pauli

2) Regra de Hund: quando elétrons são adicionados na mesma E

→ Um e- em cada estado primeiro

→ Spin paralelos (mais estável)

O (Z=8)

↑↓

↑↓

↑ ↑ ↑↓

Na (Z=11)

↑↓

↑↓

↑

↑↓ ↑↓ ↑↓

Na: 1s2 2s2 2p6 3s1

Elétrons internos

Elétrons de valência

Na: [Ne] 3s1

Mg: [Ne] 3s2

Al: [Ne] 3s2 3p1

.

.

.

.

Ar: [Ne] 3s2 3p6

Quarto período

-EIn

-EIn

(exceções)

(exceções)

Experimental: orbitais d semi e

totalmente preenchidos

possuem menor energia

Configuração eletrônica de íons

Quando um orbital d é preenchido, a energia

diminui abaixo do orbital s

3d24s2

3d2