Estrutura Atómica

O átomo é constituido por um núcleo, que é contituido por protões e neutrões. Em torno do núcleo movem-se eletrões, em número igual ao dos protões desse atómo.

Aos eletrões apenas são permitidos determinados níveis de energia, sendo a energia dos eletrões mais próximos do núcleo, menor que a energia dos mais afastados.

Os eletrões na nuvem eletrónica dos átomos não têm todos a mesma energia, encontram-se distribuidos por níveis de energia. Cada nível só pode ter um determinado número de eletrões:

-O primeiro nível pode ter no máximo dois electrões ;

-No segundo nível pode haver oito electrões  no  máximo ;

-No terceiro nível, o número máximo de electrões é dezoito.

Ou seja o  número máximo de electrões em cada nível pode calcular-se pela expressão:

2 n² (n – nível de energia)

No entanto no  último nível,  o número máximo de eletrões é sempre  oito.

Exemplos:

Os iões são partículas com carga eléctrica ou seja quando o nº total de eletrões diferente do nº total de protões.

Os iões que possuem carga eléctrica positiva chamam-se catiões.
Os iões que possuem carga eléctrica negativa chamam-se aniões.
Os iões são formados a partir de átomos que perdem ou ganham eletrões, podendo no máximo perderem ou ganharem 3 eletrões. Se um átomo perder um eletrão torna-se um catião – ião positivo - e se ganhar eletrões torna-se um anião - ião negativo.

A característica de um átomo de ganhar ou perder elétrões, está relacionada com o número de eletrões existentes no último nível de energia. Assim sendo, os átomos que possuem menos de 4 eletrões na camada de valência tem a tendência de perder esses elétrões, transformando-se em ìões positivos, sendo  considerados normalmente,  metais bons condutores. Já os que possuem 5, 6 ou 7 elétrões terão a tendência de ganhar elétrões, transformando-se em íões negativos, sendo substâncias más condutoras.
O nível de energia de um eletrão determina, a quantidade de energia que é preciso fornecer para que este salte da sua órbita para outra mais externa ou mesmo saia fora do átomo, caso em que se transforma em eletrão livre. Nos átomos que possuem 1, 2 ou 3 eletrões é necessário menos energia para os fazer saltar fora, por esta razão perdem eletrões facilmente. Já nos que possuem 5, 6 ou 7 é preciso muita energia, por esta razão estes átomos têm mais facilidade de capturar eletrões do que perder.

 

O Lítio tem um electrão na sua camada de valência, mantido com dificuldade porque a sua energia de ionização é baixa.
O Flúor possui 7 electrões na sua camada de valência, que exigem grande energia de ionização.

Quando um electrão se move do lítio para o flúor, cada ião adquire uma configuração estável. Ficamos então com ião Li⁺ e o F^- .

 A camada de valência é a última camada do átomo ou o último nível de uma distribuição

eletrónica. Normalmente os eletrões pertencentes à camada de valência  são os que participam de alguma ligação química, pois são os mais externos. A contagem e distribuição dos eletrões são feitas sempre de dentro (perto do núcleo) para fora.

Eletrões de valência

Mas chega de electrões. O número de protões do núcleo de cada átomo de um elemento é, um número fundamental, que vai permitir distinguir esse elemento de todos os outros. Chama-se a esse número, o número atómico do elemento e representa-se pela letra Z.

Este número é constante para cada elemento químico. Por exemplo, todos os átomos de carbono têm o mesmo número atómico, que é 12 e não existe mais nenhum elemento químico, sem ser o carbono, que tenha um número atómico igual.

Um átomo que tenha 12 protões (Z=12) é um elemento químico diferente de um átomo que tenha 13 protões (Z=13).

O número atómico é representado em índice inferior, imediatamente antes do símbolo do átomo. No caso do cálcio (Ca) que tem 20 protões:

                                                                   ₂₀Ca

No entanto, num mesmo elemento os átomos não são necessariamente iguais. Embora não tendo o mesmo número de protões, os átomos de um mesmo elemento, podem diferir no numero de nucleões (protões+neutrões). A este número chama-se número de massa e pode-se representar pela letra A.

Considera o seguinte exemplo:

Um átomo de carbono tem 6 protões (Z=6), se ele tiver 7 neutrões (N), o seu número de massa é igual a 13, porque:

A=Z+N

A=6+7

A=13

O número de massa é representado em índice superior imediatamente antes do símbolo do átomo. Neste caso:

¹³C

Átomos  do mesmo elemento  podem  ter diferentes  números  de neutrões.

O número atómico é igual mas o número de massa pode ser diferente. Quando isto acontece esses átomos são isótopos desse elemento.

O número atómico (Z) e o número de massa (N) podem-se representar conjuntamente.

Como exemplo, vamos considerar um átomo de cloro (Cl). Este elemento apresenta um número atómico 17 (Z = 17), porque tem 17 protões no seu núcleo, e um número de massa de 35 (A = 35) - significa que no seu núcleo existem 35 partículas.

Então, este seria representado da seguinte forma:

35     Cl
17

Exemplos de isótopos átomo de carbono: