Os diagramas, a seguir, representam distribuições eletrônicas para o átomo de nitrogênio

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Segundo o cientista Schrödinger, cada elétron da eletrosfera de um átomo possui uma determinada quantidade de energia. Assim, cada elétron só permanece no nível e subnível de energia correspondente.

A distribuição desses elétrons em seus níveis e subníveis de energia é feita de forma crescente de energia. E sua representação gráfica é dada pelo Diagrama de Pauling, criado pelo químico Linus Pauling (1901-1994), que recebeu dois prêmios Nobel, um de Química (1954) e o outro da Paz (1962).

O diagrama de Pauling representa os níveis, que são as camadas eletrônicas do átomo. São sete níveis, enumerados de forma crescente do mais próximo ao núcleo para fora (1, 2, 3... 7) e, denominados, respectivamente, pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.

Existem no máximo quatro subníveis, que são: s, p, d, f.

A quantidade de subníveis existentes em cada nível está esboçada abaixo:

A quantidade máxima de elétrons que pode ser distribuída em cada nível e subnível está evidenciada a seguir:

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Visto que, para um mesmo nível, os subníveis têm energias diferentes, nem sempre o subnível energético é o mais afastado do núcleo. Por isso, é importante seguir a ordem crescente de energia dos subníveis no momento de fazer a distribuição dos elétrons. Essa ordem é dada pelas setas indicadoras no Diagrama de Pauling:

Portanto, veja exemplos de distribuição dos elétrons de dois elementos químicos:

Exemplo 1: Magnésio (12Mg)
Ordem energética da distribuição eletrônica do 12Mg: 1s2, 2s2, 2p6 e 3s2.

Exemplo 2: Vanádio (23V):
Ordem energética da distribuição eletrônica do 23V: 1s2, 2s2, 2p6,3s2, 3p6, 4s2 e 3d3.

Observe que, nesse exemplo, no último subnível preenchido (3d) cabiam 10 elétrons;  porém, apenas 3 foram necessários para completar o número atômico.

Quando realizamos a distribuição eletrônica dos elementos representativos, estamos distribuindo os elétrons dos elementos químicos que pertencem às famílias A da tabela periódica. As famílias dos elementos representativos são:

• IA (grupo 1) ou família dos metais alcalinos

• IIA (grupo 2) ou família dos metais alcalinoterrosos

• IIIA (grupo 13) ou família do boro

• IVA (grupo 14) ou família do carbono

• VA (grupo 15) ou família do nitrogênio

• VIA (grupo 16) ou família dos calcogênios

• VIIA (grupo 17) ou família dos halogênios

• VIIIA (grupo 18) ou família dos gases nobres

Obs.: O elemento hidrogênio não faz parte de nenhuma família da tabela periódica.

Um fato interessante é que, ao realizar a distribuição eletrônica dos elementos representativos, é possível observar que cada uma das famílias desses elementos apresenta um padrão, ou seja, um subnível mais energético específico. Confira a seguir alguns exemplos:

⇒ Família IA e Hidrogênio

Observando as distribuições eletrônicas do hidrogênio (Z=1), sódio (Z=11) e rubídio (Z=37), propostas acima, fica evidente que o subnível mais energético de todos os elementos da família IA e do hidrogênio é o s1, alterando apenas o nível (1, 2, 3... 7) em que esse subnível está.

⇒ Família IIA

Nas distribuições eletrônicas do berílio (Z=4), cálcio (Z=20) e rádio (Z=88), é perceptível que o subnível mais energético de todos os elementos da família IIA é o s2, alterando apenas o nível (2, 3... 7) em que esse subnível está.

⇒ Família IIIA

Nas distribuições eletrônicas do alumínio (Z=13) e Índio (Z=49) fica nítido que o subnível mais energético de todos os elementos da família IIIA é o p1, sempre acompanhado do subnível s2, ambos no mesmo nível.

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⇒ Família IVA

Nas distribuições eletrônicas do silício (Z=14) e germânio (Z=32), constata-se que o subnível mais energético de todos os elementos da família IVA é o p2, sempre acompanhado do subnível s2, ambos no mesmo nível.

⇒ Família VA

Nas distribuições eletrônicas do nitrogênio (Z=7) e arsênio (Z=33), fica evidente que o subnível mais energético de todos os elementos da família VA é o p3, sempre acompanhado do subnível s2, ambos no mesmo nível.

⇒ Família VIA

Nas distribuições eletrônicas do enxofre (Z=16) e polônio (Z=84), fica claro que o subnível mais energético de todos os elementos da família VIA é o p4, sempre acompanhado do subnível s2, ambos no mesmo nível.

⇒ Família VIIA

Nas distribuições eletrônicas do flúor (9) e iodo (Z=53), fica evidente que o subnível mais energético de todos os elementos da família VIIA é o p5, sempre acompanhado do subnível s2, ambos no mesmo nível.

⇒ Família VIIIA

Nas distribuições eletrônicas do neônio (Z=10) e argônio (Z=18), propostas acima, fica perceptível que o subnível mais energético de todos os elementos da família VIIIA é o p6, sempre acompanhado do subnível s2, ambos no mesmo nível.

Porém, é importante ficar atento, porque o gás nobre hélio apresenta o subnível mais energético (s2) totalmente diferente de todos os elementos da família – fato esse que não o impede de ser um gás nobre.