A distribuição eletrônica refere-se ao modo em que os elétrons estão distribuídos nas camadas ou níveis de energia que ficam ao redor do núcleo do átomo.
O modelo atômico de Rutherford-Böhr mostra que o átomo possui um núcleo com prótons e nêutrons, além de uma eletrosfera formada por várias camadas eletrônicas, com valores de energia específicos para cada tipo de átomo.
Veja também: Distribuição eletrônica em orbitais – distribuição feita nos orbitais de cada subnível
Camadas eletrônicas ou níveis de energia
Para os elementos conhecidos atualmente, existem, no máximo, sete camadas que são representadas, respectivamente (de dentro para fora), pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.
Por exemplo, abaixo temos os elétrons do berílio. Ele possui 4 elétrons no total, distribuídos em duas camadas eletrônicas. Assim, a sua distribuição eletrônica é dada por: 2 – 2.
No entanto, os elétrons não se distribuem de qualquer forma nessas camadas, havendo, portanto, algumas regras a serem seguidas para essa distribuição. Por exemplo, a primeira camada (K) suporta no máximo 2 elétrons, e a camada de valência (a última camada a ser preenchida) pode possuir no máximo 8 elétrons.
Esses e outros fatores ocorrem porque os elétrons distribuem-se nas camadas eletrônicas de acordo com subníveis de energia, que são identificados pelas letras s, p, d, f, que aumentam de energia nessa ordem respectiva. Cada nível comporta uma quantidade máxima de elétrons distribuídos nos subníveis de energia.
Diagrama de Linus Pauling
Para tornar mais fácil a distribuição dos elétrons dos átomos nas camadas eletrônicas, o cientista Linus Pauling (1901-1994) criou uma representação gráfica que facilitou a visualização da ordem crescente de energia e a realização da distribuição eletrônica.
Essa representação passou a ser chamada de diagrama de Pauling, sendo também conhecida como diagrama de distribuição eletrônica ou, ainda, diagrama dos níveis energéticos, e está exposta abaixo:
Antes de você poder realizar a distribuição eletrônica de um átomo por meio do diagrama de Pauling, é necessário saber qual a quantidade máxima de elétrons que pode ser distribuída em cada nível e subnível. Isso está evidenciado a seguir:
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Quantidade máxima de elétrons por níveis |
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Níveis |
Quantidade máxima de elétrons |
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K |
2 |
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L |
8 |
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M |
18 |
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N |
32 |
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O |
32 |
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P |
18 |
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Q |
8 |
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Quantidade máxima de elétrons por subníveis |
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Subníveis |
Quantidade máxima de elétrons |
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s |
2 |
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p |
6 |
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d |
10 |
|
f |
14 |
Além disso, lembre-se de que os elétrons vão preenchendo esses subníveis de acordo com a ordem crescente de energia, que, no diagrama de Pauling, é dada pelo sentido das setas.
Agora sim, vejamos um exemplo de como aplicar esses conceitos na distribuição eletrônica:
Exemplo 1:
Vamos realizar a distribuição eletrônica do magnésio (Mg), cujo número atômico (Z - número de prótons) é igual a 12.
Visto que está no estado fundamental, a quantidade de elétrons e de prótons é igual, ou seja, temos que distribuir 12 elétrons.
Começaremos pelo subnível 1s, onde só cabem 2 elétrons, e continuaremos preenchendo e seguindo as setas até completar 12 elétrons:
Observe que a distribuição eletrônica do magnésio em subníveis de energia é dada por: 1s2 2s2 2p6 3s2.
Já a distribuição eletrônica por camadas foi: 2 – 8 – 2, ou seja, o átomo desse elemento possui 2 elétrons na camada K, 8 elétrons na camada L e 2 dois elétrons na camada M.
Veja também: Como fazer a distribuição eletrônica de íons?
Entendeu como se faz a distribuição eletrônica no diagrama de Pauling?
Veja mais dois exemplos para tirar suas dúvidas:
Exemplo 2:
Vanádio (Z = 23)
- Ordem energética: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
- Ordem geométrica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2
- Número total de elétrons por nível ou camada: K = 2, L = 8, M = 11, N = 2
- Número de elétrons no subnível mais energético: o subnível mais energético é o último a ser preenchido, isto é, o 3d. Assim, o número de elétrons nele é 3.
- Número de elétrons no subnível mais externo: o subnível mais externo é o que fica mais afastado do núcleo, isto é, o 4S. Assim, o número de elétrons nele é 2.
Exemplo 3:
Bário (Z = 56)
- Ordem energética: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
- Ordem geométrica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s2
- Número total de elétrons por nível ou camada: K = 2, L = 8, M = 18, N = 18, O = 8, P = 2.
- Número de elétrons no subnível mais energético: o subnível mais energético é o 6s. Assim, o número de elétrons nele é 2.
- Número de elétrons no subnível mais externo: o subnível mais externo também é o 6s. Assim, o número de elétrons nele é 2.