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Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Oswaldo Cascudo Universidade Federal de Gois
Estrutura Atmica e Molecular dos Materiais
Captulo 6
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Estrutura atmica
A estrutura de um material pode ser dividida em quatro nveis:
estrutura atmica;
arranjo atmico;
microestrutura;
macroestrutura.
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A estrutura do tomo: nutrons, prtons e eltrons
(a) modelo planetrio: ncleo no centrocom eltrons orbitando
ao seu redor
(d) detalhes do tomo
Modelos simplificados do tomo.
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Conceitos / Definies
Massa atmica:
a massa representativa de um tomo, considerando o total de prtons e nutrons.
Em termos de massa, o que importa, no tomo,
realmente o ncleo, porque contm os elementos mais pesados;
A massa do eltron
praticamente desprezvel, uma vez que apenas 0,0005 g da massa de um prton ou de um nutron.
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Conceitos / definies
Nmero atmico:
O nmero atmico
indica o nmero de eltrons ou de prtons de cada tomo (considerando o tomo neutro, ou seja, com cargas eltricas negativas e positivas iguais).
Por exemplo, um tomo de cobre, que contm 29 eltrons e 29 prtons, tem um nmero atmico igual a 29.
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Conceitos / Definies
Tabela peridica:
Tabela peridica dos elementos.
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Estrutura eletrnica do tomo
Nveis energticos ou camadas eletrnicas:
Os eltrons que circundam o ncleo de um tomo no o fazem dentro de um mesmo nvel energtico;
Eles respeitam nveis ou grupos qunticos, assim como, dentro desses nveis, esto sujeitos a subnveis ou subgrupos especficos.
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Estrutura eletrnica do tomo
Nmeros qunticos:
O nvel energtico ocupado por cada eltron obedece,
inicialmente, a uma estrutura de nveis ou camadas qunticas principais, designada por nmeros qunticos principais (n),,
cujos
valores so: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7;
Esta seqncia diz respeito ao sentido crescente dos nveis qunticos
tambm representada pelas letras K (n
=
1), L (n
=
2),
M
(n = 3), N (n = 4), O
(n
=
5), P (n = 6) e Q (n = 7) , o que significa tambm nveis crescentes de energia;
Assim, eltrons que pertenam ao nvel quntico K pertencem ao primeiro nvel quntico (n
=
1), de menor energia em relao aos
demais nveis.
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Estrutura eletrnica do tomo
Nmeros mximos de eltrons em um dado nvel quntico:
Nmeros qunticos
K L M N O P Q
2 8 18 32 32 18 2
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Estrutura eletrnica do tomo
Subnveis de energia:
Nos tomos dos elementos conhecidos, podem ocorrer 4 subnveis possveis (para cada nvel quntico), designados sucessivamente pelas letras:
s (sharp);
p (principal);
d (diffuse);
f (fundamental).
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Estrutura eletrnica do tomo
Subnveis de energia:
s:
o subnvel de menor energia e o nmero mximo de eltrons desse subnvel
igual a 2;
p: tem maior nvel energtico que s
e pode ter no mximo 6eltrons;
d
: tem maior nvel energtico que p
e s
e pode ter um mximo de 10 eltrons;
f
: subnvel
de maior energia em um dado nvel, podendo ter, no mximo, 14 eltrons.
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Estrutura eletrnica do tomo
Notao da configurao eletrnica :
Escreve-se o nmero quntico principal antes da letra indicativa do subnvel, a qual possui expoente
que indica o
nmero de eltrons contidos nesse subnvel.
Exemplo: 3 p5
Significado:
Na camada M (nmero quntico principal = 3), existe o subnvel p
contendo 5 eltrons.
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Estrutura eletrnica do tomo
Configurao eletrnica de um tomo :
Para se dar a configurao eletrnica de um tomo, colocam-se os eltrons, primeiramente, nos subnveis de menor energia.
Exemplo : Sdio (Na) -
elemento de n
atmico 11
Na: 1s2 2s2
2p6
3s1
Estrutura eletrnica do Na, mostrando as camadas ou nveis qunticos K, L e M com seus eltrons (em vermelho).
Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia
Estrutura eletrnica do tomo
Valncia do tomo :A valncia de um tomo est
relacionada com a habilidade do tomo
para entrar em combinao qumica com outros elementos, sendo freqentemente determinada pelo nmero de eltrons na camada mais externa, em especial nos subnveis s
p.
(ASKELAND, 1994)
Camada mais externa = camada de valncia (importante no tipo de ligao qumica que tomo desenvolver)
Valncia baixa (em geral