Interações Atômicas e Moleculares - Lista 5

Interacoes Atˆomicas e Moleculares Lista 5 Tabela Periodica 1 Questoes a Explique o que e a aproximacao de BornOppenheimer Resp De acordo com a Aproximacao de BornOppenheimer a natu reza do movimento eletrˆonico e nuclear em uma molecula pode ser tratada como processos independentes Isso significa que a energia eletrˆonica e a energia nuclear podem ser consideradas separadamente permitindo uma simplificacao significativa dos calculos envolvidos na descricao do sistema No ˆambito dessa aproximacao assumese que os eletrons se ajustam instantaneamente a qualquer movimento nuclear adaptandose as no vas posicoes dos nucleos atˆomicos sem atraso Essa suposicao e base ada na diferenca de massa entre eletrons e nucleos sendo os eletrons muito mais leves e portanto capazes de responder rapidamente a alteracoes no arranjo nuclear Essa separacao de escalas de tempo permite simplificar as equacoes de Schrodinger que descrevem o sistema pois os eletrons podem ser tratados como partıculas independentes em um potencial eletrostatico medio gerado pelos nucleos fixos Assim a equacao de Schrodinger eletrˆonica e a equacao de Schrodinger nuclear podem ser resolvidas se paradamente tornando os calculos mais viaveis computacionalmente b Explique os conceitos de carga nuclear efetiva e efeito blindagem Resp Em um atomo multieletrˆonico um eletron que se encontra dis tante do nucleo experencia uma interacao eletrostacia que e a soma das interacoes entre este eletron e o nucleo atrativa e entre este eletron e os demais eletrons que constituem o atomo repulsiva A diferenca entre as atracoes atrativa e repulsiva corresponde uma carga fictıcia de nomina carga nuclear efetiva Neste contexto e como se o nucleo do atomo nao tivesse sua carga real mas sim uma carga menor devido 1 a superposicao das interacoes atrativa e repulsiva Do ponto de vista pratico os eletrons mais proximos do nucleo exercem o papel de ate nuar ou blindar o nucleo Daı esse efeito ser chamado de blindagem eletrˆonica c Explique o que sao eletrons de caroco e de valˆencia Resp Os eletrons que ocupam estados de energia orbitais mais bai xos sao chamados de eletrons de caroco Seu papel e fundamental mente o de blindar o nucleo Ja os eletrons mais externos denominados eletrons de valˆencia sao responsaveis por realizar as ligacoes quımicas tambem determinam propriedades opticoeletrˆonicas dos elementos d Em que regiao da tabela periodica encontramos os maiores atomos E os menores Explique essas tendˆencias com base na estrutura atˆomica dos diversos elementos Resp O raio atˆomico varia de acordo com o perıodo e a famılia No perıodo o raio sera maior quanto mais elevado for o numero atˆomico principal Ja na famılia o raio atˆomico sera maior quanto menos eletrons estiverem na camada de valˆencia e O que e afinidade eletrˆonica Qual e a relacao entre afinidade eletrˆonica e carga nuclear efetiva Resp Afinidade Eletrˆonica e a energia que um atomo isolado no es tado gasoso libera ao receber um eletron Essa energia liberada e inver samente proporcional ao raio atˆomico Portanto a afinidade eletrˆonica no perıodo cresce da esquerda para a direita e na famılia quanto maior ela for A relacao com a carga nuclear efetiva esta na relacao com o raio atˆomico assim como o ocorre com a afinidade eletrˆonica a carga nu clear efetiva tambem e inversamente proporcional ao raio atˆomico f Organize os elementos dos seguintes conjuntos na ordem decrescente do raio atˆomico a enxofre cloro silıcio b antimˆonio bismuto fosforo Resp a ordem decrescente de raio Si S e Cl Justificativa S16 1s22s22p63s23p4 famılia 6 e perıodo 3 Cl17 1s22s22p63s23p5 famılia 7 e perıodo 3 Si14 1s22s22p63s23p2 famılia 4 e perıodo 3 b ordem decrescente de raio Bi Sb e P Justificativa Sb51 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p3 famılia 5 e perıodo 5 2 Bi83 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s25d104f146p3 famılia 5 e perıodo 6 P15 1s22s22p63s23p3 famılia 5 e perıodo 3 g Geralmente a primeira energia de ionizacao I1 de um perıodo cresce da esquerda para a direita com o aumento do numero atˆomico Z Por quˆe Resp Pois o raio atˆomico diminui e consequentemente a respectiva carga exercida sobre eletron e maior Assim e necessaria uma maior quantidade de energia para a removˆelo 2 Problemas a Escreva as configuracoes de estado fundamental dos seguintes atomos Pb Ir Y e Cd Resp Pb Xe 4f14 5d10 6s2 6p2 Ir Xe 4f14 5d7 6s2 Y Kr 4d1 5s2 Cd Kr 4d10 5s2 3