PROPRIEDADES PERIÓDICAS
Prof. Msc. Tiago Marcel Oliveira
PROPRIEDADES PERIÓDICAS
Como vimos na unidade anterior, a compilação da teoria atômica moderna se dá através do diagrama de Linus Pauling. Este diagrama, por sua vez, descreve a distribuição eletrônica dos elementos, levando-se em consideração os três números quânticos principais
n, le
mlque se referem respectivamente à camada, subcamada e posição relativa do elétron dentro dos subnível energético.
Este diagrama é fundamental para a estruturação da tabela periódica
pois com base nele e na ordem crescente de números atômicos (Z -
número de prótons), temos a disposição da tabela periódica na forma
que conhecemos.
Tabela periódica com distribuição dos elementos por orbitais, segundo o diagrama de Linus Pauling.
FORMATO E CARACTERÍSTICAS DOS SUBNÍVEIS
Os subníveis
spossuem número quântico secundário igual a zero, ou
seja,
l= 0, são totalmente simétricos (esféricos) e comportam no
máximo dois elétrons. Como os valores de
llimitam os valores de
ml,os orbitais s possuem somente um orbital.
Os orbitais 1s não possuem plano nodal, ou seja, podem ser representados por uma únicas esfera, cuja distribuição de densidade de probabilidade diminui com o raio da órbita. Por outro lado, os demais orbitais possuem superfícies nodais, ou seja, superfícies onde a função de onda é nula e, consequentemente, a densidade de probabilidade também o é.
Quando um orbital encontra uma região nodal, a função de onda
muda de sinal. Como os elétrons são tratados como ondas
eletromagnéticas no modelo atômico moderno, os sinais
positivos e negativos na função de onda devem ser interpretados
de maneira similar às cristas e vales nas ondas unidimensionais.
Os elétrons nos orbitais s, por ocuparem uma região
completamente simétrica ao redor do núcleo, possuem uma
elevada capacidade de neutralizar a carga nuclear. Este
efeito de neutralização de carga é denominado blindagem
eletrostática ou simplesmente blindagem, é corresponde à
base das propriedades periódicas, conforme será visto em
seguida. O número de nós ou planos ou superfícies nodais
(N
PN) é numericamente igual ao número quântico principal
menos um: N
PN= n – 1 (próxima figura).
Funções de onda radial ((r)), densidades de probabilidade radiais ((r)2) e probabilidades P (formato) dos orbitais 1s, 2s e 3s. Observe que o número de superficies nodais aumenta com o aumento do número quântico principal. NPN = n-1.
Os subníveis p possuem número quântico secundário igual a 1, ou seja, l = 1 e comportam no máximo 6 elétrons. Como os valores de l limitam os valores de ml, os orbitais p possuem 3 orbitais, com ml variando de l, ou seja, -1, 0, +1.
Os subníveis p, possuindo l 0, possuem momento angular orbital, com possibilidade de gerar efeito magnético nos compostos. Este efeito é decorrente da forma do orbital p, como se fossem halteres (pesos usados em academias de musculação).
OS SUBNÍVEIS p
Existem três orbitais p, sendo eles px, py e pz, cada um deles alinhados hipoteticamente para um dos eixos do referencial cartesiano. É importante salientar que esses orbitais possuem um plano nodal no centro, ou seja, tanto a função de onda quanto a densidade de probabilidade de um elétron num orbital p é nula no centro do átomo, conforme demonstrado na figura abaixo:
Formato dos subníveis p. Existem três orbitais no subnível p: px, py e pz, cada um alinhada em relação a um eixo do referencial cartesiano.
Possuem número quântico secundário igual a 2, ou seja,
l= 2 e comportam no máximo 10 elétrons. Como os valores de
llimitam os valores de
ml, os orbitais dpossuem 5 orbitais, com
mlvariando de
l,ou seja, -2, -1, 0, +1, +2.
O formato dos orbitais
d,conforme figura 37, é um formato complexo que não conseguimos nomear. Considerando o número de planos nodais
NPN = n – 1, teremos para o primeiro conjunto de orbitais d, nocaso, os orbitais
3d, NPN = 2.OS SUBNÍVEIS d
Possuem o número de planos nodais superior ao dos orbitais p por uma unidade.
Nesse caso, são orbitais que possuem fraca capacidade de blindagem da carga do núcleo, perdendo apenas para os orbitais f.
Como possuem vários lobos (região completa de um orbital).
É importante salientar que um elétron no orbital d ou f ocupa simultaneamente os 4 lobos do orbital. Por exemplo, se tivermos dois elétrons em um orbital dx2-y2, eles estarão simultaneamente nos 4 lobos.
OS SUBNÍVEIS d
Os subníveis f possuem número quântico secundário igual a 3, ou seja, l = 3 e comportam no máximo 14 elétrons. Como os valores de l limitam os valores de ml, os orbitais f possuem 7 orbitais.
O formato dos orbitais f, conforme próxima figura, é ainda mais complexo que os orbitais d, sendo que também não possuem nome definido.
Considerando o número de planos nodais NPN = n – 1, teremos para o primeiro conjunto de orbitais f, no caso, os orbitais 4f, NPN = 3.
