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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
Distribuições eletrônicas do hidrogênio, sódio e rubídio
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
Distribuições eletrônicas do berílio, cálcio e rádio
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
Distribuições eletrônicas do alumínio e Índio
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
Distribuições eletrônicas do silício e germânio
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
Distribuições
eletrônicas do nitrogênio e arsênio
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
Distribuições eletrônicas do enxofre e polônio
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
Distribuições
eletrônicas do flúor e iodo
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
Distribuições eletrônicas do neônio e argônio
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.
Distribuição eletrônica do hélio