Desvendando a Distribuição Eletrônica

Atenção, este assunto é de fundamental importância para o entendimento de todos os outros temas de Química que trataremos dentro da matriz curricular do Ensino Médio e, portanto, inserida no Enem e nos demais vestibulares. Dessa forma, ter os conceitos de átomo, núcleo, cargas elétricas, íons, número atômico e seus derivados e, principalmente, os modelos atômicos de Rutherford e de Bohr, é pré-requisito básico para compreender a distribuição eletrônica num átomo e as suas implicações.

Vamos lá!

Sabemos que, de acordo com o modelo atômico de Bohr, o núcleo de um átomo é composto por prótons e nêutrons e que os elétrons giram ao redor desse núcleo distribuídos em camadas de energia. A partir dessa perspectiva, Bohr elaborou os seus famosos postulados, expostos aqui adaptada e resumidamente, a saber:

  • Um elétron move-se em órbitas sem irradiar. Essas órbitas são conhecidas como estados estacionários.
  • Os estados estacionários possuem quantidades bem claras e são chamados de níveis de energia.
  • O elétron só pode trocar energia ao mudar de órbita, ganhando energia ao se afastar do núcleo e perdendo ao se aproximar dele, isto é, ao retornar.
  • O equilíbrio dos estados estacionários obedece às leis da mecânica clássica.

Com base nesses postulados, Bohr adotou a existência de 7 níveis de energia no átomo de hidrogênio. Cada camada recebeu uma letra como nome a partir do K. Assim, nível 1 ou camada K, nível 2 ou camada L, nível 3 ou camada M, até o nível 7 ou camada Q.

Em cada camada, há um número máximo de elétrons presente, de acordo com a tabela:

tabela_bohr

Subníveis de energia

Para se chegar até o modelo atômico tido como verdadeiro até hoje, foram precisos estudos apurados com base em princípios da Mecânica Quântica enunciados a partir de equações matemáticas muito complexas e que fogem dos conhecimentos mais simples do Ensino Médio. Por isso, vamos direto ao ponto. Descobriu-se que a energia de um elétron está relacionada ao orbital que ele ocupa. Mas o que é orbital?

Imaginariamente, um orbital é o local onde é mais provável de se encontrar um elétron.

A um determinado tipo de orbital, está associado um subnível de energia. Nesse sentido, com relação à distância do elétron ao núcleo, pensa-se nos níveis de energia, já com relação ao tipo de orbital, pensa-se no subnível de energia. Portanto, dentro de um nível, temos subníveis associados aos orbitais. Enquanto os níveis são nomeados pelas letras K, L, M, N, O, P e Q, os subníveis são nomeados pelas letras minúsculas s, p, d e f, totalizando um total de quatro subníveis. Em cada subnível, há um conjunto de orbitais associados com um número definido de elétrons (em cada orbital cabem dois elétrons girando em sentidos opostos para que haja atração eletromagnética). Cabe lembrar que, com base na quantidade máxima possível de elétrons em um nível, variarão, por conseguinte, a quantidade de subníveis presentes. Assim, o primeiro nível (K) possui o subnível s com dois elétrons em um único orbital. Atente-se à tabela:

subniveis_energia

O subnível s tem um orbital no qual cabem dois elétrons. O subnível p tem três orbitais com dois elétrons em cada um deles. O subnível d tem cinco orbitais com dois elétrons em cada um e o subnível f, sete orbitais com dois elétrons em cada um.

Exemplo: O nível 2 (com 8 elétrons) possui os orbitais s2 e p6 e um total de 4 orbitais, 1 orbital s e 3 orbitais p. Daí as denotações 2s2 e 2p6 em que 2 indica o nível, s indica o subnível e 2 e 6 indicam os números de elétrons, respectivamente.

Há ainda uma sequência de distribuição pautada na ordem crescente de energia dos subníveis

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, …

Assim, para um elemento que possua 30 elétrons, tem-se a seguinte distribuição ( respeitando-se a ordem de energia) :

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10

Para facilitar o estudo da distribuição eletrônica, o químico Linus Pauling criou um dispositivo prático que ficou conhecido como diagrama de Linus Pauling:

diagrama_pauling

Exemplos:

Faça as distribuições eletrônicas dos elementos a seguir:

  1. 20Ca
  2. 7N

Observe que o número atômico do cálcio (Ca) é 20. Portanto o número de elétrons no elemento cálcio também é vinte, bem como o número de elétrons do nitrogênio é 7.

Assim, temos:

  1. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2, além de se notar a presença dos níveis K, L, M e N.
  2. 1s2 2s2 2p3 observe que deve se “parar” no 2p3 porque se atingiu o total de 7 elétrons. Há a presença dos níveis K e L.

Chegamos ao ponto alto da química que será carro-chefe dos demais conteúdos a serem vistos. Recomendamos que esse assunto seja estudado com muita atenção porque é a partir dele que veremos os números quânticos, a tabela periódica e suas propriedades e, finalmente, as ligações químicas.

Ficamos por aqui!

Compartilhar
Manual do Sisu e Prouni

Receba GRATUITAMENTE o Manual para Sisu e ProUni




Sim Não




Outros artigos que você vai gostar:




Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *