Entendendo a Distribuição eletrônica de Pauling

Um grande problema para os químicos era construir uma teoria consistente que explicasse como os elétrons se distribuíam ao redor dos átomos, dando-lhes as características de reação observadas em nível macroscópico.

A teoria mais aceita até o momento para a distribuição eletrônica foi proposta pelo cientista norte-americano Linus Pauling. Nessa proposta, Pauling criou um dispositivo prático que possibilita distribuir os elétrons em ordem crescente de energia dos níveis e subníveis, o famoso diagrama de Pauling.

diagrama de pauling
Diagrama de Pauling

Entendendo a proposta de Pauling


Para entender a proposta de Pauling, é preciso antes dar uma revisada no conceito de camadas eletrônicas, o princípio que rege a distribuição dos elétrons em torno do átomo em sete camadas, identificadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.
camadas eletronicas em torno do atomo
Camadas eletrônicas em torno do átomo
Segundo esse conceito, os elétrons estão distribuídos em 7 camadas (K,L,M,N,O,P e Q) ao redor do núcleo, cada camada constitui um nível energético (1º, 2º, 3º, 4º, 5º, 6º e 7º) e, a medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta se a energia dos elétrons nessas camadas. Por meio de métodos experimentais, os químicos concluíram que o número máximo de elétrons que cabe em cada camada ou nível de energia é:

Níveis
Camadas
Número máximo de elétrons
K
2
L
8
M
18
N
32
O
32
P
18
Q
8

Em cada camada ou nível de energia, os elétrons se distribuem em subcamadas ou subníveis de energia, representados pelas letras s,p,d,f, em ordem crescente de energia.

O número máximo de elétrons que cabe em cada subcamada, ou subnivel de energia, também foi determinado experimentalmente:

Subnível
s
p
d
f
Número máximo de elétrons
2
6
10
14

O número de subníveis que constituem cada nível de energia depende do número máximo de elétrons que cabe em cada nível. Assim, como no 1º nível cabem no máximo 2 elétrons, esse nível apresenta apenas um subnível s, no qual cabem os 2 elétrons . O subnível s do 1º nível de energia é representado por 1s.

Como no 2º nível cabem no máximo 8 elétrons, o 2º nível é constituído de um subnível s, no qual cabem no máximo 2 elétrons, e um subnível p, no qual cabem no máximo 6 elétrons. Desse modo, o 2º nível é formado de dois subníveis, representados por 2s e 2p, e assim por diante.

Aplicando o conceito


1 – Hélio (He), Número atômico =2
diagrama de pauling helio he

1s2 logo K =2

2 – Cloro (Cl), Número atômico= 17
diagrama de pauling cloro cl


1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

logo K = 2 L = 8, M= 7

Observação: Número atômico = K+L +M

3-Rênio (Re) – Número atômico = 75
diagrama de pauling renio re

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d5

Logo: K=2, L =8, M=18, N =32, O=13, P = 2

Observação: Número atômico = K + L + M + N + O + P

4-Mercúrio (Hg) – Número atômico = 80
diagrama de pauling mercurio hg

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

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 18, P = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P

5-Chumbo (Pb) – Número atômico = 82
diagrama de pauling chumbo pb

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p2

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 18, P = 4

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P

6-Cálcio (Ca) – Número atômico = 20
diagrama de pauling calcio ca

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

Logo: K = 2, L = 8, M = 8, N = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N

7-Potássio (K) – Número atômico = 19
diagrama de pauling potassio k

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Logo: K = 2, L = 8, M = 8, N = 1

Observação: Número atômico = K +L + M + N

8-Carbono (C) – Número atômico = 6
diagrama de pauling carbono

1s2 2s2 2p2

Logo: K = 2, L = 4

Observação: Número atômico = K +L

9- Ferro II (Fe2+) – Número atômico = 26
diagrama de pauling ferro II

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Logo: K = 2, L = 8, M = 14, N = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N

No entanto, o Ferro II perdeu 2 elétrons de sua quarta camada

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p63d6

Logo: K = 2, L = 8, M = 14

Observação: Número atômico = K +L + M

10- Oxigênio (O) – Número atômico = 8
diagrama de pauling oxigenio

1s2 2s2 2p4

Logo: K = 2, L = 6

Observação: Número atômico = K +L

11-Enxofre (S) – Número atômico = 16
diagrama de pauling enxofre s

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Logo: K = 2, L = 8, M = 6

Observação: Número atômico = K +L + M

12-Níquel (Ni) – Número atômico = 28
diagrama de pauling niquel

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8

Logo: K = 2, L = 8, M = 16, N = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N

Exceções ao diagrama de Pauling


Existem alguns compostos que não seguem perfeitamente a distribuição de Pauling,como por exemplo, ouro, urânio, prata, cobre, cromo, platina, molibdênio e parte dos elementos da série dos lantanídeos e actinídeos.


Alguns exemplos de exceções


13-Molibdênio (Mo) – Número atômico = 42
diagrama de pauling molibdenio

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d4

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 12, O = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O

No entanto, o molibdênio só possui um elétron na sua ultima camada.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d5

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 13, O = 1

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O

14-Platina (Pt) – Número atômico = 78
diagrama de pauling platina pt

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d8

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 16, P = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P

No entanto, a Platina só possui um elétron na sua ultima camada.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d10 5p66s14f145d9

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 17, P = 1

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P

15-Ouro (Au) – Número atômico = 79
diagrama de pauling ouro au

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d9

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 17, P = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P

No entanto, o Ouro só possui um elétron na sua ultima camada.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s14f145d10

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 18, P = 1

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P


16-Urânio (U) – Número atômico = 92
diagrama de pauling uranio

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f4

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 22, P = 8, Q = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P + Q

No entanto, o Urânio tem um elétron a menos na camada O e um a mais na camada P.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f36d1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 21, P = 9, Q = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N + O + P + Q

17-Cobre (Cu) – Número atômico = 29
diagrama de Pauling cobre cu

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9

Logo: K = 2, L = 8, M = 17, N = 2

Observação: Número atômico = K +L + M + N

Mas na realidade, o cobre só possui um elétron na sua ultima camada.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s13d10

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 1

Observação: Número atômico = K +L + M + N

18-Prata (Ag) – Número atômico = 47
diagrama de pauling prata ag

Pelo diagrama de Pauling a distribuição eletrônica seria assim:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d9

Logo k=2,L =8,M=18,N =17,O=2

Mas na realidade, a prata só possui um elétron na sua ultima camada.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d10

Logo k=2,L =8,M=18,N =18,O=1

19- Cromo (Cr) – Número atômico = 24
diagrama de pauling cromo cr
Pelo diagrama de Pauling a distribuição eletrônica seria assim:

1s22s22p63s23p64s23d4

Logo k=2,L =8,M=12,N =2,

Mas na realidade, o cromo só possui um elétron na sua ultima camada.

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s13d5

Logo k=2,L =8,M=13,N =1,

Referências


Sobre o autor


Pedro Coelho Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou técnico em informática, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e outros cursos. Se você acha legal esse projeto, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e ajude-nos a divulgar essa ideia, compartilhando com seus amigos as nossas postagens.

Marcadores : quimica-inorganica
6 Comentários de "Entendendo a Distribuição eletrônica de Pauling"

Sugiro a leitura do Diagrama de Rich e Suter para compreensão dessas "exceções".

Bela dica, ela pode ser bem útil para alguns leitores

Esse texto vai me ajuda bastante com os meus exercícios de distribuição eletrônica

Me ajudou nas lições
Belo artigo.

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