Que relação existe entre a posição dos elementos na tabela periódica e a respectiva 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:

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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  5d4 / 6s2

Nível mais energético: 5d4.

Nível mais externo: 6s2.

Aproveite para conferir nossas videoaulas sobre o assunto:

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