Fundamentos

Distribuição eletrônica

      Distribuição eletrônica é a maneira pela qual os elétrons se distribuem na eletrosfera. A eletrosfera do átomo é a região que envolve o núcleo e contém os elétrons, partículas de carga elétrica negativa e extremamente pequenas. O homem, desde épocas remotas, preocupa-se em conhecer a constituição da matéria e mais recentemente a eletrosfera do átomo. No início deste século, Ernest Rutherford, neozelandês, estudando a radioatividade das substâncias e Niels Bohr, dinamarquês que desenvolveu o estudo da espectrometria, contribuíram em muito, para o conhecimento da distribuição dos elétrons na eletrosfera. 

Postulados de Bohr

Niels Bohr, em suas pesquisas a respeito da estrutura atômica, levou em consideração uma teoria proposta em 1900 por Max Planck, físico alemão, que afirmava o seguinte: “a energia nâo é emitida de forma contínua, mas em blocos, denominados quantum”.

Partindo dessa premissa, Niels Bohr enunciou os seguintes postulados: 1 – os elétrons se movem ao redor do núcleo em um número limitado de órbitas estacionárias bem definidas; 2 – movendo-se numa órbita estacionária, o elétron não emite nem absorve energia; 3 – ao saltar de uma órbita para outra, o elétron emite ou absorve uma quantidade bem definida de energia, que é conhecida por quantum.

 partículas-onda

Em 1905 Albert Einstein, físico alemão, propôs que a luz seria formada por partículas-onda, isto é, algo misto, que às vezes se comporta como partícula e outras vezes como onda.

 

princípio da dualidade

A dualidade é um princípio de Louis Victor de Broglie, físico francês, que, em 1923 passou a considerar o elétron como partícula-onda e afirmou que “a todo elétron em movimento está associada uma onda característica”.

 

princípio da incerteza

O princípio da incerteza, postulado por Werner Heisenberg, físico alemão, em 1926, afirma que “quanto maior for a precisão na medida da posição de um elétron, menor será a precisão da medida de sua velocidade e vice-versa”. Em outras palavras, “não é possível calcular a posição e a velocidade de um elétron, num mesmo instante”.

 

orbital

Orbital é a região do espaço ao redor do núcleo, onde existe maior probabilidade de se encontrar o elétron. Essa região foi definida por Erwin Schródinger, físico austríaco, em 1926, por meio de equações matemáticas, devido à dificuldade de calcular a posição exata de um elétron na eletrosfera. Com todas essas descobertas chega-se ao atual modelo atômico, chamado modelo quântico ou ondulatório, fundamentado num conjunto de equações matemáticas complexas.

números quânticos

Com relação aos elétrons, é possível identificá-los pelo conteúdo energético definido por quatro números quânticos que recebem os nomes de: número quântico principal (n), número quântico secundário ou azimutal (I), número quântico magnético (ml ou m) e número quântico de spin (ms ou s).

níveis de energia

Na eletrosfera, o elétron ocupa os níveis de energia ou camadas, que são designadas pelo número quântico principal, representado pela letra n, que assume valores inteiros de 1 até 7.

 

Número quântico principal

1

2

3

4

5

6

7

Camadas

K

L

M

N

O

P

Q

Número máximo de elétrons

2

8

18

32

32

18

8

      

       Os níveis de energia (camadas) apresentam divisões subníveis de energia energéticas denominadas de subníveis. Os subníveis são designados pelo número quântico secundário, representado pela letra I, que matematicamente varia em valores inteiros de 0até n-1, onde n representa o nível de energia. Na prática são conhecidos apenas quatro valores para o número quântico secundário (I):

Número quântico secundário

0

1

2

3

Subnível

S

P

D

F

Número máximo de elétrons

6

6

10

14

 

Os níveis e subníveis podem ser dispostos juntamente num gráfico onde o número representa o nível de energia (camada) e as letras os subníveis s, p, d , f.

Os números escritos como expoentes das letras indicam o número máximo de elétrons em cada subnível.

Nível e subnível possuem uma energia definida para cada um e estão dispostos dentro do átomo numa seqüência energética. O preenchimento dos subníveis deve obedecer à ordem crescente de energia.

O cientista americano Linus Pauling descobriu a ordem energética desses subníveis na seqüência das diagonais percorridas de cima para baixo. O diagrama contendo as diagonais passou a ser conhecido como diagrama de Pauling.

A seqüência energética dos subníveis, de acordo com o diagrama de Pauling, é a seguinte:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

A distribuição eletrônica em subníveis é obtida conhecendo-se o número atômico do átomo pertencente a um dado elemento químico. Considerando que para átomos normais o número atômico é igual ao número de elétrons, fica bastante fácil distribuir os elétrons ao redor do átomo, notadamente se o diagrama de Pauling for utilizado. Basta colocar nos subníveis o máximo de elétrons que cada um comporta obedecendo à seqüência energética. Exemplos:

26Fe => 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

15P => 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

 Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997

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