Química

Ensino Médio

Distribuição Eletrônica

Linus Pauling e as camadas eletrônicas do átomo

Carlos Roberto de Lana*
Especial para a Pagina 3 Pedagogia & Comunicação

Um 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.

Foi o cientista americano Linus C. Pauling quem apresentou a teoria até o momento mais aceita para a distribuição eletrônica.

Sobre Pauling, é sempre interessante citar que ele foi duas vezes laureado com o Prêmio Nobel. O de química em 1954, por suas descobertas sobre as ligações atômicas, e o da Paz em 1962, por sua militância contra as armas nucleares.

Para entender a proposta de Pauling, é preciso primeiro dar uma olhadinha 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.

Uma característica destas camadas é que cada uma delas possui um número máximo de elétrons que podem comportar, conforme tabela que segue:

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

Pauling apresentou esta distribuição dividida em níveis e subníveis de energia, em que os níveis são as camadas e os subníveis divisões destes (representados pelas letras s, p, d, f), possuindo cada um destes subníveis também um número máximo de elétrons.

Subnível	Número máximo de elétrons	Nomenclatura
s	2	s²
p	6	p⁶
d	10	d¹⁰
f	14	f¹⁴

Quando combinados níveis e subníveis, a tabela de distribuição eletrônica assume a seguinte configuração:

Camada	Nível	Subnível				Total de elétrons
Camada	Nível	s²	p⁶	d¹⁰	f¹⁴	Total de elétrons
K	1	1s				2
L	2	2s	2p			8
M	3	3s	3p	3d		18
N	4	4s	4p	4d	4f	32
O	5	5s	5p	5d	5f	32
P	6	6s	6p	6d		18
Q	7	7s	7p			8

A distribuição eletrônica, conforme Pauling, não era apenas uma ocupação pelos elétrons dos espaços vazios nas camadas da eletrosfera.

Os elétrons se distribuem segundo o nível de energia de cada subnível, numa seqüência crescente em que ocupam primeiro os subníveis de menor energia e, por último, os de maior.

É esta a tradução do diagrama de energia de Pauling, que define esta ordem energética crescente que é também a seqüência de distribuição dos elétrons:

Diagrama de Linus Pauling

Na figura, as setas indicam a ordem crescente dos níveis de energia: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰

Note que como a energia de 4s² é menor, esta posição vem antes de 3p⁶ e 3d¹⁰.

Assim, seguindo o diagrama de Pauling, podemos montar a distribuição eletrônica de qualquer elemento químico, como por exemplo:

Elemento químico	Número atômico	Distribuição eletrônica
He Hélio	2	1s²
		K = 2
Cl Cloro	17	1s²2s² 2p⁶ 3s²3p⁵
		K = 2, L = 8, M = 7
Zr Zircônio	40	1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d²
		K = 2, L = 8, M = 18, n = 10, O =2
Pt Platina	78	1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s¹ 4f¹⁴ 5d⁹
		K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 17, P = 1

Lembre-se que a soma da distribuição dos elétrons, tanto nos subníveis quanto nas camadas deve bater com o número atômico, como no exemplo da Platina:

Camada	Nível	Distribuição eletrônica da platina				Total de elétrons
Camada	Nível	s²	p⁶	d¹⁰	f¹⁴	Total de elétrons
K	1	1s²				2
L	2	2s²	2p⁶			8
M	3	3s²	3p⁶	3d¹⁰		18
N	4	4s²	4p⁶	4d¹⁰	4f¹⁴	32
O	5	5s²	5p⁶	5d⁹		17
P	6	6s¹		-		1
Q	7	-				-
Total						78

Algumas edições da Tabela Periódica informam também a distribuição eletrônica dos elementos químicos, o que facilita muito o trabalho de quem precisa operar estes dados.

Mas, independentemente disto, é muito importante conhecer os mecanismos que regem esta distribuição, e particularmente o conceito de níveis e subníveis de energia, ponto de partida para estudos mais avançados como os princípios da mecânica quântica.

*Carlos Roberto de Lana é engenheiro químico e professor.

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