Distribuição Eletrônica – Organização dos Elétrons em Átomos

A distribuição eletrônica é um conceito fundamental na química e física que descreve a forma como os elétrons estão distribuídos nos diferentes níveis e subníveis de energia em torno de um átomo.

Além disso, a distribuição eletrônica determina as propriedades químicas e físicas dos elementos e é essencial para compreender a estrutura atômica e a formação de ligações químicas.

Modelo Atômico o que é?

A compreensão da distribuição eletrônica baseia-se no modelo atômico de Niels Bohr, que descreve o átomo como um núcleo central contendo prótons e nêutrons, e elétrons orbitando em diferentes níveis de energia.

Quem foi Niels Bohr qual sua influência na distribuição eletrônica?

Niels Bohr foi um renomado físico dinamarquês que contribuiu significativamente para a compreensão da estrutura atômica e a teoria quântica.

Ele desenvolveu o modelo atômico de Bohr em 1913, que introduziu a ideia de níveis de energia quantizados em torno do núcleo atômico.

Sua contribuição foi fundamental para a compreensão da distribuição eletrônica, que descreve como os elétrons estão distribuídos em diferentes níveis e subníveis de energia.

Seu modelo explicou fenômenos como linhas espectrais e emissão de fótons. Além disso, Bohr recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1922 e foi um defensor da cooperação internacional na área da energia nuclear.

Afinal, o que é um átomo?

Um átomo é a unidade básica e fundamental da matéria. É a menor partícula de um elemento químico que mantém suas propriedades distintivas.

Os átomos são identificados pelos seus números atômicos, que correspondem ao número de prótons presentes em seu núcleo. Em um átomo eletricamente neutro, o número de elétrons é igual ao número de prótons.

Conheça a composição de um átomo

Um átomo é composto por três partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons. Essas partículas têm diferentes propriedades e estão localizadas em regiões específicas do átomo.

• Prótons: São partículas com carga elétrica positiva encontradas no núcleo do átomo. Eles têm uma massa relativa de aproximadamente 1 unidade de massa atômica (u) e são identificados pelo número atômico (Z) do elemento. Os prótons determinam as propriedades químicas do átomo e, quando variam, resultam em diferentes elementos químicos.

• Nêutrons: São partículas sem carga elétrica (neutras) também encontradas no núcleo do átomo, ao lado dos prótons. Eles têm uma massa relativa semelhante aos prótons, de aproximadamente 1 u. A presença de nêutrons no núcleo afeta a estabilidade do átomo e pode resultar em diferentes isótopos do mesmo elemento, que possuem o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons.

• Elétrons: São partículas com carga elétrica negativa que orbitam ao redor do núcleo do átomo na eletrosfera. Eles têm uma massa muito menor em comparação com prótons e nêutrons. Os elétrons ocupam diferentes níveis de energia ao redor do núcleo, em regiões chamadas de camadas ou níveis eletrônicos. A quantidade de elétrons em um átomo é igual ao número de prótons, mantendo o átomo eletricamente neutro.

Em resumo, um átomo é composto por prótons e nêutrons no núcleo central, com elétrons orbitando ao redor do núcleo em diferentes níveis de energia.

Essas partículas interagem entre si e determinam as propriedades físicas e químicas dos elementos.

Níveis e Subníveis de Energia

Voltando a falar sobre modelo atômico de Bohr, os elétrons são distribuídos em torno do núcleo atômico em camadas chamadas de níveis de energia.

Os níveis são designados por números quânticos principais (n = 1, 2, 3, …) e cada nível pode conter um ou mais subníveis. Os subníveis são identificados por letras (s, p, d, f) e possuem formas específicas.

Regras de Preenchimento

Existem três principais regras para preencher os subníveis com elétrons: o Princípio de Exclusão de Pauli, o Princípio da Construção Gradual e a Regra de Hund.

• Princípio de Exclusão de Pauli: Duas partículas não podem ter os mesmos quatro números quânticos, o que significa que um orbital (região onde um par de elétrons pode ser encontrado) pode conter no máximo dois elétrons com spins opostos.

• Princípio da Construção Gradual: Os subníveis são preenchidos em ordem crescente de energia. O subnível s é preenchido antes do p, o p antes do d e o d antes do f.

• Regra de Hund: Quando existem subníveis de igual energia, os elétrons preenchem esses subníveis de forma a maximizar o número de elétrons não pareados antes de emparelhar.

Diagrama de Linus Pauling

O diagrama de Linus Pauling é uma representação gráfica da distribuição eletrônica de um átomo. Nele, os níveis de energia são representados por círculos concêntricos e os subníveis por retângulos ou setas.

Notação de Configuração Eletrônica

A configuração eletrônica de um átomo descreve a distribuição eletrônica específica de elétrons nos diferentes níveis e subníveis de energia. Ela é escrita em termos do número quântico principal (n), da letra do subnível (s, p, d, f) e do número de elétrons em cada subnível.

Considerações Finais

A distribuição eletrônica é um conceito fundamental na química e física, pois descreve como os elétrons estão distribuídos nos níveis e subníveis de energia em torno de um átomo.

Essa distribuição eletrônica determina as propriedades químicas e físicas dos elementos e é essencial para compreender a estrutura atômica e a formação de ligações químicas.

O modelo atômico de Bohr e os estudos de Niels Bohr contribuíram significativamente para nossa compreensão dos átomos e sua distribuição eletrônica.

A configuração eletrônica, representada por diagramas e notação específica, nos permite visualizar e entender como os elétrons são organizados nos átomos.

Aprender sobre esses conhecimentos sobre distribuição eletrônica são fundamentais para a química e a física modernas, permitindo-nos explorar as propriedades e o comportamento dos elementos e compostos com base em suas distribuições eletrônicas.

Agora que tal realizar alguns exercícios sobre distribuição eletrônica para deixar o conteúdo na ponta da língua?!

Exercícios sobre Distribuição Eletrônica

Múltipla Escolha:

1. Quantos elétrons podem ser acomodados no subnível p?
   a) 2
   b) 6
   c) 10
   d) 14
   
2. Qual é a configuração eletrônica do oxigênio (O)?
   a) 1s² 2s² 2p⁴
   b) 1s² 2s² 2p³
   c) 1s² 2s² 2p⁶
   d) 1s² 2s² 2p⁵

Verdadeiro ou Falso:

1. O Princípio de Exclusão de Pauli estabelece que os elétrons devem ocupar diferentes níveis de energia.
2. A Regra de Hund afirma que os elétrons devem preencher um subnível de cada vez antes de passar para o próximo.
3. O subnível d é preenchido antes do subnível p.
4. O átomo de hélio possui a configuração eletrônica 1s².

Dissertativos:

1. Explique o Princípio de Exclusão de Pauli e sua importância na distribuição eletrônica.
2. Descreva a Regra de Hund e como ela influencia o preenchimento dos subníveis de energia.
3. Escreva a configuração eletrônica do cloro (Cl) e explique como ela é determinada.
4. Descreva o modelo atômico de Bohr e sua contribuição para a compreensão da estrutura atômica.

Respostas dos Exercícios sobre Distribuição Eletrônica:

Múltipla Escolha:

1. b) 6
2. a) 1s² 2s² 2p⁴

Verdadeiro ou Falso:

1. Falso
2. Falso
3. Verdadeiro
4. Verdadeiro

Dissertativos:

1. O Princípio de Exclusão de Pauli estabelece que dois elétrons em um átomo não podem ter os mesmos quatro números quânticos. Isso significa que cada elétron deve ter uma combinação única de números quânticos, garantindo a estabilidade do átomo.
2. A Regra de Hund afirma que, quando há subníveis de igual energia, os elétrons devem ocupá-los com spins paralelos antes de emparelhar. Isso ocorre para minimizar a repulsão entre os elétrons e aumentar a estabilidade do átomo.
3. A configuração eletrônica do cloro (Cl) é 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Ela é determinada seguindo a ordem de preenchimento dos níveis e subníveis de energia, respeitando as regras de exclusão de Pauli, construção gradual e Regra de Hund.
4. Resposta: O modelo atômico de Bohr, proposto por Niels Bohr em 1913, descreve o átomo como um núcleo central composto por prótons e nêutrons, com elétrons orbitando em níveis de energia quantizados ao redor do núcleo. Esses níveis de energia são chamados de camadas eletrônicas. A contribuição de Bohr foi introduzir a ideia de que os elétrons possuem níveis de energia discretos e que as transições entre esses níveis podem resultar na absorção ou emissão de energia na forma de fótons. Isso explicou fenômenos como as linhas espectrais e foi um passo importante para a compreensão da estrutura atômica.