Distribuição Eletrônica

A distribuição dos elétrons dos átomos em níveis e subníveis de energia geralmente é feita por meio do Diagrama de Pauling (pois foi criado pelo cientista Linus Carl Pauling (1901-1994)), também conhecido como Diagrama de distribuição eletrônica, ou, ainda, Diagrama dos níveis energéticos. Esse diagrama tem o seguinte aspecto:

Vejamos o que significa cada termo nesse diagrama.

Primeiramente, deve-se ter em mente que os elétrons se distribuem na eletrosfera do átomo em níveis e subníveis diferentes; isto porque cada elétron é caracterizado por uma determinada quantidade de energia.

Assim, os diferentes níveis de energia (n), ou camadas, são representados por números (1, 2, 3, 4, 5, 6, e 7), sendo que cada número desse corresponde às camadas eletrônicas K, L, M, N, O, P e Q, respectivamente. A ordem crescente de energia dessas camadas vai da camada mais interna (K) para a camada mais externa (Q).

Cada nível apresenta um ou mais subníveis (l), que são representados pelas letras s, p, d, f. Os subníveis em um mesmo nível apresentam energias diferentes entre si, que aumentam na seguinte ordem:

s < p < d < f

O primeiro nível K (n = 1) apresenta apenas um subnível, que é o s; o segundo nível L (n = 2) apresenta dois subníveis, que são o s e o p; e assim por diante, segundo mostrado no diagrama.

Os diferentes níveis e subníveis possuem uma quantidade máxima específica de elétrons com os quais podemos preenchê-los. A seguir, essas quantidades são mostradas:

Ao fazermos a distribuição eletrônica utilizando o diagrama de Pauling, anotamos a quantidade de elétrons em cada subnível no seu lado direito superior, conforme o modelo abaixo:

Um aspecto também muito importante a ser ressaltado é que nem sempre o subnível mais externo é o mais energético. Por isso, ao se realizar a distribuição eletrônica, a ordem crescente de energia que deve ser seguida é a indicada pelas setas. Ao seguirmos as setas do diagrama de Pauling, verificamos que a ordem crescente de energia dos subníveis é:

1s < 2s< 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p

Veja alguns exemplos que mostram como a distribuição eletrônica é feita:

• Distribuição eletrônica do átomo de ferro (Z = 26):

Veja que o subnível 3d foi preenchido somente com 6 e não com a sua quantidade máxima, que era de 10. Isso ocorre porque o número atômico do ferro é 26, então era preciso distribuir 26 elétrons; como já haviam sido distribuídos 20, faltavam apenas 6 para completar o subnível.

Escrevendo a distribuição eletrônica, por extenso, em ordem de energia (ordem das setas diagonais): 1s²   2s²   2p⁶   3s²   3p⁶   4s²   3d⁶

Note que os elétrons mais energéticos do átomo de ferro no estado fundamental são os que possuem o estado de energia: 3d⁶ e não os elétrons mais externos ouelétrons de valência: 4s².

Pode-se também escrever a distribuição, por extenso, em ordem geométrica (ordem crescente de n): 1s² /  2s²   2p⁶ /  3s²  3p⁶  3d⁶  / 4s²

• Distribuição eletrônica do átomo de bromo (Z = 35):

Escrevendo a distribuição eletrônica, por extenso, em ordem de energia (ordem das setas diagonais): 1s²   2s²   2p⁶   3s²   3p⁶   4s²   3d¹⁰   4p⁵

Pode-se também escrever a distribuição, por extenso, em ordem geométrica (ordem crescente de n): 1s²  /  2s²  2p⁶  /  3s²   3p⁶  3d¹⁰  / 4s²  4p⁵

Nível mais energético: 4p⁵.

Nível mais externo: 4p⁵.

• Distribuição eletrônica do átomo de tungtênio (Z = 74):

Escrevendo a distribuição eletrônica, por extenso, em ordem de energia (ordem das setas diagonais): 1s²   2s²   2p⁶   3s²   3p⁶   4s²   3d¹⁰   4p⁶   5s²  4d¹⁰  5p⁶   6s²   4f¹⁴  5d⁴

Pode-se também escrever a distribuição, por extenso, em ordem geométrica (ordem crescente de n): 1s²  / 2s²   2p⁶ /  3s²   3p⁶  3d¹⁰  / 4s²   4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ /   5s² 5p⁶  5d^{4 /} 6s²

Nível mais energético: 5d⁴.

Nível mais externo: 6s².

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