-->

Distribuição Eletrônica de Pauling e as suas Exceções

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


Nas minhas pesquisas, eu vi que existem 20 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. 

Dentre essas exceções estão:   

13- 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,

14-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

15-Nióbio (Nb) – Número atômico = 41

diagrama de pauling niobio nb

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

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 11, O = 2

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d4

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 12, O = 1

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


16-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

17-Tecnécio (TC) – Número atômico =  43
diagrama de pauling tecnécio TC

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

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

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d6

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 14, O = 1

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

18-Rutênio (Ru) – Número atômico =  44
diagrama de pauling rutenio ru

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d6

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 14, O = 2

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d7

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 15, O = 1

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

19-Ródio (Rh) – Número atômico =  45 
diagrama de pauling rodio rh

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d7

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 15, O = 2

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d8

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 16, O = 1

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

20-Paládio (Pd) – Número atômico =  46 
diagrama de pauling paladio pd

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

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

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

No caso do paládio, os orbitais d completos são mais estáveis do que os parcialmente preenchidos. Em níveis de energia mais altos, diz-se que os níveis estão degenerados, o que significa que eles têm energias muito próximas e, então, os elétrons podem saltar de um orbital para outro facilmente, logo a distribuição eletrônica correta para o paládio é:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s04d10

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 18, O = 0

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

21-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

22-Lantânio (La) – Número atômico =  57 
diagrama de pauling lantanio

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 19, O = 8, P = 2

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

No entanto, o lantânio tem um elétron a mais na camada O e um a menos na camada N. 

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d10 5p66s25d1

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

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


23-Gadolínio (Gd) – Número atômico =  64  
diagrama de pauling gadolinio gd

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f8

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 26, O = 8, P = 2

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

No caso do Gadolínio, a adição de seu último elétron não ocorre na camada 4f7 que é mais estável, mas ocorre em um orbital 5d de energia um pouco mais alta, logo a sua configuração eletrônica é:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d10 5p66s24f75d1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 25, O = 9, P = 2

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

24-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

25-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

26-Actínio (Ac) – Número atômico = 89
diagrama de pauling actinio ac

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 19, P = 8, Q = 2

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d1

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

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

27-Tório (Th) – Número atômico =  90
diagrama de pauling torio th

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f2

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 20, P = 8, Q = 2

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

No entanto, o Tório tem dois elétrons a mais na camada P e dois a menos na camada O.
 
Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s26d2

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 18, P = 10, Q = 2

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

28-Protactínio (Pa) – Número atômico = 91
diagrama de pauling protactinio pa

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f3

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

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f26d1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 20, P = 9, Q = 2

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

29-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

30-Neptúnio (Np) – Número atômico =  93
diagrama de pauling neptunio np

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f5

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 23, P = 8, Q = 2

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f46d1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 22, P = 9, Q = 2

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

31-Cúrio (Cm) – Número atômico = 96
diagrama de pauling curio cm

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f8

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 26, P = 8, Q = 2

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

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

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f76d1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 25, P = 9, Q = 2

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

32-Laurêncio (Lr) – Número atômico =  103
diagrama de pauling laurencio lr

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d106p67s25f146d1

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

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

No entanto, o Laurêncio tem um elétron a mais na camada Q e um a menos na camada P. 

Sendo a distribuição eletrônica correta:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f147p1

Logo: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 32, P = 8, Q = 3

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

Referências


Sobre o autor


Pedro Coelho Olá meu nome é , eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)

10 Comentários de "Distribuição Eletrônica de Pauling e as suas Exceções"

Anônimo
12 de agosto de 2016 às 22:49

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

13 de agosto de 2016 às 17:47

Bela dica, ela pode ser bem útil para alguns leitores

Anônimo
30 de novembro de 2016 às 23:14

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

7 de março de 2017 às 19:29

Muito bom!

24 de agosto de 2017 às 12:23

Ótimo artigo.

Anônimo
25 de abril de 2019 às 17:39

Me ajudou nas lições
Belo artigo.

24 de junho de 2021 às 16:43

Faz o de promécio, por favor. Quebrei a cabeça tentando fazer.

25 de junho de 2021 às 11:58

Olá Julia

Essa é a distribuição eletrônica do promécio:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f5

Anônimo
7 de junho de 2023 às 13:29

O que é esse Diagrama de Rich e Suter que foi citado no comentário mais acima?

7 de junho de 2023 às 20:29

Olá anônimo

Os Diagramas de Rich e Suter são ferramentas bem valiosas para compreender as configurações eletrônicas dos elementos de transição, em particular as configurações s1 e s0 dos elementos Cr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag e Pt. Esses diagramas também são aplicáveis aos elementos de transição interna, fornecendo explicações para as configurações eletrônicas dos lantanídeos e actinídeos, com exceção de Ce, Pa, U, Np e Cm, cujas configurações eletrônicas são particularmente especiais, consistindo em uma mistura de várias configurações.

Espero que isso te ajude

Um abraço

Os comentários são sempre bem vindos, pois agregam valor ao artigo. Porém, existem algumas regras na Política de Comentários, que devem ser seguidas para o seu comentário não ser excluído:
- Os comentários devem estar relacionados ao assunto do artigo.
- Jamais faça um comentário com linguagem ofensiva ou de baixo calão, que deprecie o artigo exposto ou que ofenda o autor ou algum leitor do blog.
- Não coloque links de sites ou blogs no corpo do texto do comentário. Para isso, assine com seu Nome/URL ou OpenID.
-Não coloque seu email e nem seu telefone no corpo do texto do comentário. Use o nosso formulário de contato.
- Se encontrar algum pequeno erro na postagem, por favor, seja bem claro no comentário, pois a minha bola de cristal não é muito boa.
- Tem vezes que eu demoro pra responder, mas quase sempre eu respondo.
- Não seja tímido, se você tem alguma duvida ou sabe de algo mais sobre o assunto abordado no artigo, comente e compartilhe conosco :)

Back To Top