Qual é a distribuição eletrônica do átomo de ferro em níveis e subníveis de energia?

Índice

Introdução

Foi o cientista americano Linus C. Pauling que apresentou a teoria de distribuição eletrônica mais aceita atualmente, na qual os elétrons são dispostos nos átomos em ordem crescente de energia. Segundo essa teoria, o elétron recebe energia para saltar de uma camada interna para uma camada mais externa. Para voltar à camada original, libera energia na forma de luz.

A ordem crescente de energia dos subníveis eletrônicos é:

s < p < d < f

Os elétrons de um mesmo subnível contém a mesma quantidade de energia e tendem a ocupar o subnível de menor energia disponível.

Uma das principais características das camadas eletrônicas é que cada uma delas possui uma quantidade máxima de elétrons que pode comportar, como mostra a tabela a seguir:

Os subníveis também apresentam uma quantidade máxima de elétrons que podem comportar, como mostra a próxima tabela:

Para facilitar a visualização da ordem crescente de energia das camadas eletrônicas e de seus subníveis, foi criado o diagrama de Linus Pauling, mostrado abaixo.

As setas indicam a ordem crescente dos níveis de energia, e os elétrons irão preencher a eletrosfera obedecendo à seguinte ordem:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

Exemplos de distribuição eletrônica por subnível nos átomos:

1H: 1 elétron → 1s1

   Nível 1

    Camada K

1s2

12Mg: 12 elétrons → 1s2    2s22p6    3s2

 Nível 1     Nível 2            Nível 3

   Camada K Camada L  Camada M

   2 e-            8 e-       2 e-

1s2 2s2 2p6 3s2

8O: 8 elétrons → 1s2    2s22p4

   Nível 1           Nível 2

   Camada K Camada L  

      2 e-            6 e-­

1s2 2s2 2p4

26Fe: 26 elétrons → 1s2   2s22p6    3s2 3p6 3d6    4s2

   Nível 1      Nível 2             Nível 3            Nível 4

   Camada K Camada L        Camada M    Camada N

   2 e-              8 e-       10 e-          2 e-

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

Note que no caso do ferro, de acordo com a ordem crescente de energia, o subnível 4s2 aparece antes do subnível 3d6.

Podemos escrever essa configuração eletrônica de dois jeitos: pela ordem crescente de energia ou, ainda, pela ordem geométrica, também chamada de ordem de distância.

21Sc:

• Ordem crescente de energia: 1s22s22p63s2 3p6 4s2 3d1 
• Ordem geométrica: 1s22s22p63s2 3p6 3d6 4s2

Neste caso, o último subnível, aquele mais distante do núcleo, é o 4s2. Este subnível está localizado na camada de valência e é aí que estão os dois elétrons de valência. Apesar disso, o subnível mais energético é o 3d1.

📚 Você vai prestar o Enem? Estude de graça com o Plano de Estudo Enem De Boa 📚

Distribuição Eletrônica nos Íons

A distribuição eletrônica dos íons é bem semelhante à dos átomos sem carga elétrica. Os elétrons que um átomo ganha ou perde serão inseridos ou retirados da última camada eletrônica, e não do subnível mais energético.

Exemplos para cátions

• Quando o átomo de estrôncio (38Sr) perde dois elétrons, se transforma no íon Sr+2. A configuração eletrônica dos dois é a seguinte:
• 38Sr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p65s2
• 38Sr+2: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
• Quando o átomo de potássio (19K) perde um elétron, se transforma no íon K+. A configuração eletrônica dos dois é a seguinte:
• 19K: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1
• 19K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Exemplos para ,

• Quando o átomo de enxofre (16S) ganha dois elétrons, se transforma no íon S-2. A configuração eletrônica dos dois é a seguinte:
• 16S: 1s2 2s2 2p6 3s23p4
• 16S-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
• Quando o átomo de bromo (35Br) ganha um elétron, se transforma no íon Br-. A configuração eletrônica dos dois é a seguinte:
• 35Br: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p5
• 35Br-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

🎓 Você ainda não sabe qual curso fazer? Tire suas dúvidas com o Teste Vocacional Grátis do Quero Bolsa 🎓

Na Tabela Periódica

Se você tiver apenas a distribuição eletrônica, é possível descobrir qual é o átomo de forma muito rápida.

As camadas eletrônicas (K, L, M, N, O, P, Q) representam os períodos (linhas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) na Tabela Periódica. Para saber de qual família (coluna) o átomo é, podemos contar quantos elétrons existem na camada de valência ou no subnível mais energético. Observe a distribuição eletrônica na tabela periódica abaixo.

Exemplo: Um átomo possui a seguinte configuração eletrônica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5

Para saber qual átomo é, vamos facilitar a visualização da camada de valência escrevendo da seguinte forma:

K - 1s2

L - 2s2 2p6

M - 3s2 3p6 3d10

N - 4s2 4p6 4d10

O - 5s25p5 → período: 5, família VIIA (7 elétrons na camada de valência)