Química Orgânica- Estrutura Atômica
Os átomos consistem em prótons e nêutrons no núcleo, cercados por elétrons que residem em orbitais. Como os elétrons são semelhantes a ondas, é impossível determinar a posição exata de um elétron. Em vez disso, orbitais descrevem regiões no espaço onde os elétrons provavelmente residem. Os orbitais são classificados de acordo com os quatro números quânticos que representam a energia, a forma e a orientação de qualquer orbital em particular. Os elétrons preenchem esses orbitais de maneira sistemática, com dois elétrons por orbital.
Ao considerar a configuração eletrônica dos átomos, é útil considerar os elétrons de valência separadamente dos elétrons internos, uma vez que grande parte da química que os elementos sofrem ocorre como resultado da regra do octeto. A regra do octeto é a tendência de os átomos ganharem uma camada completa de elétrons. Por essa razão, elementos com configurações semelhantes de invólucro de valência possuem propriedades químicas semelhantes, dando origem a grande parte da periodicidade da Tabela Periódica.
Duas dessas propriedades do período são a energia de ionização de um átomo e sua afinidade eletrônica, que são as energias envolvidas quando um átomo perde e ganha elétrons, respectivamente. A energia de ionização de um átomo e a afinidade eletrônica determinam com que facilidade esse átomo pode perder ou ganhar elétrons e, assim, formar íons com uma camada de valência completa. Ao ganhar e perder átomos de elétrons, também pode se tornar positiva ou negativamente carregada. Quando os íons positivos e negativos interagem, isso dá origem a forças atraentes que formam a base da ligação iônica.
Termos importantes para a compreensão da química orgânica
– Ânion – Um íon com uma carga negativa líquida.
– Orbital atômico – Um orbital que está associado a apenas um átomo em particular. Isto está em contraste com os orbitais moleculares, que estão espalhados por uma coleção de átomos.
– Princípio de Aufbau – alemão para “construir”, um procedimento sistemático para determinar a configuração eletrônica de qualquer átomo.
– Cátion – Um íon com uma carga positiva líquida.
– Orbitais degenerados – Orbitais com energias idênticas.
– Afinidade eletrônica – A energia muda em um átomo quando recebe um elétron.
Primeira energia de ionização – O custo energético da remoção de um elétron de um átomo.
– Regra de Hund – Uma regra que diz que os elétrons preferem ir em orbitais separados ao escolher entre orbitais da mesma energia, a fim de orbitalmente encher a metade.
– Íon – Qualquer átomo ou molécula com uma carga líquida.
– Ligação iônica – interação de ligação que resulta da atração eletrostática entre cátions e ânions.
– Energia de ionização – A energia necessária para remover um elétron de um átomo.
– Isoeletrônicos – Descrição para duas espécies elementares com a mesma configuração eletrônica.
– Isótopos – Átomos com o mesmo número de prótons (ou seja, o mesmo número atômico), mas um número diferente de nêutrons.
– Regra do octeto – A regra fundamental do vínculo. A regra do octeto afirma que os átomos ganham estabilidade quando têm um complemento total de 8 elétrons em suas camadas de valência.
– Orbital – A região em torno de um átomo onde um elétron tem uma alta probabilidade de ser encontrado.
– Princípio de exclusão de Pauli – afirma que não há dois elétrons em um átomo ou molécula que podem ter o mesmo conjunto de quatro números quânticos n, l, m e s.
– Segunda energia de ionização – O custo de energia da remoção de um segundo elétron de um átomo.
– Blindagem – Quando a atração do núcleo sentida por um elétron é diminuída ou bloqueada por elétrons intermediários. A blindagem pode dividir orbitais degenerados. Por exemplo, como os elétrons orbitais s protegem os elétrons orbitais p e recebem pouca proteção, os orbitais s são geralmente de menor nível de energia que os orbitais p da mesma camada.
– Divisão – A quebra de orbitais degenerados dentro de uma casca em átomos de múltiplos elétrons.
– Princípio da Incerteza – Um princípio da mecânica quântica que diz que a posição e o momento de qualquer partícula não podem ser conhecidos com precisão ao mesmo tempo.
– Elétron de valência – os elétrons na camada externa de energia de um átomo. A configuração desses elétrons determina as propriedades químicas do elemento.
– Orbital atômico – Um orbital que está associado a apenas um átomo em particular. Isto está em contraste com os orbitais moleculares, que estão espalhados por uma coleção de átomos.
– Orbital de ligação – Um orbital molecular que é mais baixo em energia que seus orbitais atômicos constituintes. Colocação de elétrons em tais orbitais reduz a energia total do sistema, tornando a ligação favorável.
– Ordem de ligação – O número de pares de elétrons envolvidos em uma ligação covalente. Em termos de teoria de Orbitais Moleculares, é o número de pares de elétrons de ligação menos o número de pares de elétrons antilhantes. Ordem de ligação maior significa maior resistência de união e menor comprimento de ligação.
– Ligação covalente – Interação entre átomos mantidos juntos pelo compartilhamento de elétrons.
– Eletronegatividade – A tendência relativa de um átomo para atrair elétrons para si mesmo. Medido em uma escala arbitrária de 4.0, com flúor sendo o elemento mais eletronegativo. A eletronegatividade aumenta da esquerda para a direita em toda a tabela periódica e diminui à medida que você desce um grupo.
– Hibridização – A combinação linear de orbitais atômicos em orbitais híbridos que acomodam determinadas geometrias moleculares.
– Orbital híbrido – Orbitais formados a partir da combinação de orbitais atômicos que acomodam geometrias específicas.
– Estrutura de Lewis – Uma maneira comum de representar moléculas, ele usa linhas para representar pares de elétrons ligados e pontos para representar pares solitários. Os elétrons da camada interna não são mostrados.
– Orbital Molecular – Orbitais que, em contraste com os orbitais atômicos, são distribuídos sobre uma molécula inteira em vez de serem localizados em átomos específicos.
– Ligação Pi (Π ligação) – Ligação covalente formada a partir da sobreposição lateral de dois orbitais-p.
– Ligação Sigma (ligação σ) – Ligação covalente formada a partir da sobreposição frontal de dois orbitais.
– Teoria das ligações de valência – Uma teoria da ligação covalente que trata as ligações como a sobreposição dos orbitais atômicos. Uma simples extensão de estruturas de Lewis.