Microbiologia Sem Limites
Orbitais Electrónicos
Orbitais Electrónicos são representações tridimensionais do espaço em que um electrão é provável de ser encontrado.
Objectivos de aprendizagem
Distinguir entre orbitais de electrões no modelo Bohr versus orbitais quânticos mecânicos
Electrão orbital
Electrão orbital Pontos
- O modelo Bohr do átomo não reflete com precisão como os elétrons são distribuídos espacialmente ao redor do núcleo, pois eles não circulam o núcleo como a terra orbita o Sol.
- Os orbitais dos electrões são o resultado de equações matemáticas da mecânica quântica conhecidas como funções de onda e podem prever dentro de um certo nível de probabilidade onde um electrão pode estar num determinado momento.
- O número e tipo de orbitais aumenta com o aumento do número atómico, preenchendo vários conchas de electrões.
- A área onde um electrão tem maior probabilidade de ser encontrado chama-se o seu orbital.
Termos chave
- Concha de electrões: O estado coletivo de todos os elétrons em um átomo com o mesmo número quântico principal (visualizado como uma órbita na qual os elétrons se movem).
- orbital: Uma especificação da energia e densidade de probabilidade de um elétron em qualquer ponto de um átomo ou molécula.
Embora útil para explicar a reatividade e a ligação química de certos elementos, o modelo Bohr do átomo não reflete com precisão como os elétrons estão distribuídos espacialmente ao redor do núcleo. Eles não circundam o núcleo como a Terra orbita o Sol, mas são encontrados nas órbitas dos elétrons. Estas formas relativamente complexas resultam do fato de que os elétrons se comportam não só como partículas, mas também como ondas. As equações matemáticas da mecânica quântica conhecidas como funções de onda podem prever dentro de um certo nível de probabilidade onde um elétron pode estar em um determinado momento. A área onde é mais provável encontrar um elétron é chamada orbital.
Primeira casca de elétron
O orbital mais próximo do núcleo, chamado orbital 1s, pode conter até dois elétrons. Este orbital é equivalente à casca de elétrons mais interna do modelo Bohr do átomo. É chamado o orbital 1s porque é esférico ao redor do núcleo. O orbital 1s é sempre preenchido antes de qualquer outro orbital. O hidrogênio tem um elétron; portanto, tem apenas um ponto dentro do orbital 1s ocupado. Este é designado por 1s1, em que o 1 supercrítico se refere a um elétron dentro do 1s orbital. O hélio tem dois elétrons; portanto, pode preencher completamente o orbital 1s com os seus dois elétrons. Este é designado como 1s2, referindo-se aos dois elétrons de hélio no orbital do 1s. Na tabela periódica, o hidrogênio e o hélio são os únicos dois elementos da primeira linha (período); isto porque são os únicos elementos que só têm elétrons na sua primeira casca, o orbital 1s.
Segundo casco de elétrons
Diagrama dos orbitais S e P: As subcasas S têm a forma de esferas. Tanto as conchas 1n como as 2n principais têm uma s orbital, mas o tamanho da esfera é maior na 2n orbital. Cada esfera é uma única orbital. As subcascasas p são compostas por três orbitais em forma de haltere. A concha principal 2n tem uma subesfera p, mas a concha 1 não.
A segunda concha de elétron pode conter oito elétrons. Esta concha contém outro orbital esférico s e três orbitais p em forma de “haltere”, cada um dos quais pode conter dois elétrons. Depois de preencher a orbital 1s, a segunda concha de elétron é preenchida, primeiro preenchendo sua orbital 2s e depois suas três orbitais p. Ao encher as orbitais p, cada uma leva um único elétron; uma vez que cada orbital p tem um elétron, um segundo pode ser adicionado. O lítio (Li) contém três elétrons que ocupam a primeira e a segunda concha. Dois electrões preenchem o orbital 1s e o terceiro electrão preenche o orbital 2s. A sua configuração electrónica é 1s22s1. Já o neônio (Neon) tem um total de dez elétrons: dois estão no seu orbital mais interno do 1s e oito preenchem o seu segundo concha (dois nos 2s e três p orbitais). Assim, é um gás inerte e energeticamente estável: raramente forma uma ligação química com outros átomos.
Terceira casca de elétrons
Os elementos maiores têm orbitais adicionais, compondo a terceira casca de elétrons. As subconchas d e f têm formas mais complexas e contêm cinco e sete orbitais, respectivamente. A concha principal 3n tem subconchas s, p, e d e pode conter 18 elétrons. A concha principal 4n tem s, p, d, e f orbitais e pode conter 32 elétrons. Ao afastar-se do núcleo, o número de elétrons e orbitais encontrados nos níveis de energia aumenta. Progredindo de um átomo para o seguinte na tabela periódica, a estrutura dos elétrons pode ser trabalhada encaixando um elétron extra no próximo orbital disponível. Embora os conceitos de cascas de elétrons e orbitais estejam intimamente relacionados, os orbitais fornecem uma representação mais precisa da configuração eletrônica de um átomo porque o modelo orbital especifica as diferentes formas e orientações especiais de todos os lugares que os elétrons podem ocupar.