Configuração eletrônica do kernel: construção, exemplos

A configuração eletrônica do kernel é um processo fundamental na área da física e da química que descreve a distribuição dos elétrons ao redor do núcleo de um átomo. Essa configuração determina as propriedades químicas e físicas dos elementos, influenciando a forma como eles interagem com outros átomos. Neste artigo, exploraremos como a configuração eletrônica do kernel é construída e forneceremos exemplos práticos para facilitar a compreensão desse conceito essencial.

Exemplos de configuração eletrônica e sua importância na química moderna.

A configuração eletrônica do kernel é a distribuição dos elétrons nos níveis de energia mais internos de um átomo. Essa configuração é fundamental para entender o comportamento dos elementos químicos e como eles interagem entre si. Através da configuração eletrônica, é possível prever propriedades dos elementos, como a reatividade química, o raio atômico e a capacidade de formar ligações químicas.

Um exemplo de configuração eletrônica do kernel é o do átomo de oxigênio, que possui 8 elétrons distribuídos da seguinte forma: 1s² 2s² 2p⁴. Neste caso, o número atômico do oxigênio é 8, o que significa que ele possui 8 prótons e, consequentemente, 8 elétrons. Através dessa configuração eletrônica, podemos entender por que o oxigênio tende a formar ligações covalentes para completar seu octeto eletrônico.

Outro exemplo importante é a configuração eletrônica do kernel do átomo de sódio, que possui a seguinte distribuição: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. O sódio é conhecido por sua alta reatividade, o que se deve ao fato de que ele possui apenas um elétron na camada externa e tende a perdê-lo facilmente para formar o íon Na⁺.

A importância da configuração eletrônica na química moderna é indiscutível. Ela nos permite compreender a estrutura dos átomos e prever seu comportamento químico. Além disso, a configuração eletrônica é essencial para a determinação da geometria molecular, a polaridade das moléculas e até mesmo a coloração dos compostos químicos.

Através dela, somos capazes de compreender e prever uma infinidade de fenômenos químicos que ocorrem em nosso mundo.

Passo a passo para determinar a configuração eletrônica de um elemento químico.

Para determinar a configuração eletrônica de um elemento químico, é importante seguir alguns passos simples. A configuração eletrônica refere-se à distribuição dos elétrons nos diferentes níveis de energia de um átomo. Vamos ver como podemos determinar isso:

1. Determine o número de elétrons do elemento: Para isso, basta verificar a posição do elemento na tabela periódica, pois o número atômico corresponde ao número de elétrons do átomo.
2. Distribua os elétrons nos níveis de energia: Os elétrons são distribuídos nos diferentes níveis de energia de acordo com o princípio de aufbau, regra de Hund e regra de exclusão de Pauli.
3. Preencha o nível de energia mais baixo primeiro: Comece preenchendo o nível de energia mais baixo (n=1) e siga para os níveis superiores (n=2, n=3, etc.) à medida que os elétrons vão sendo adicionados.
4. Use a notação abreviada: Para simplificar a representação da configuração eletrônica, é comum utilizar a notação abreviada, onde os elétrons são indicados pelos subníveis de energia em ordem crescente de energia.

Seguindo esses passos, você conseguirá determinar a configuração eletrônica de qualquer elemento químico de forma fácil e rápida. Lembre-se de praticar e revisar as regras de distribuição dos elétrons para dominar esse conceito fundamental da química.

Descubra as configurações eletrônicas dos átomos em poucas palavras.

A configuração eletrônica do kernel refere-se à distribuição dos elétrons nos níveis de energia mais próximos do núcleo do átomo. Para determinar a configuração eletrônica do kernel de um átomo, é necessário preencher os orbitais até atingir a quantidade total de elétrons do átomo.

Por exemplo, o átomo de oxigênio possui 8 elétrons. A configuração eletrônica do kernel do oxigênio é 1s² 2s² 2p⁴. Isso significa que os dois primeiros elétrons ocupam o orbital 1s, os próximos dois elétrons ocupam o orbital 2s e os últimos quatro elétrons ocupam o orbital 2p.

Conhecer a configuração eletrônica do kernel de um átomo é fundamental para compreender seu comportamento químico e suas propriedades físicas. Ela determina a capacidade do átomo de formar ligações químicas e interagir com outros átomos.

Configuração eletrônica de um átomo: como determinar os elétrons em camadas orbitais.

A configuração eletrônica de um átomo refere-se à distribuição dos elétrons em suas diferentes camadas orbitais. Para determinar a configuração eletrônica de um átomo, é importante entender como as camadas orbitais estão organizadas.

Cada camada orbital pode conter um número máximo de elétrons, de acordo com a regra de Aufbau. A primeira camada, mais próxima do núcleo, pode conter até 2 elétrons, a segunda camada até 8 elétrons, a terceira camada até 18 elétrons, e assim por diante.

Para determinar a configuração eletrônica de um átomo, é necessário seguir a ordem de preenchimento das camadas orbitais, que segue a sequência 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, e assim por diante.

Por exemplo, vamos considerar o átomo de oxigênio, que possui 8 elétrons. A configuração eletrônica do kernel do oxigênio é 1s² 2s² 2p⁴. Isso significa que os primeiros dois elétrons estão na camada 1s, os próximos dois na camada 2s e os últimos quatro na camada 2p.

Configuração eletrônica do kernel: construção, exemplos

A configuração eletrônica do núcleo ou compacto é aquela cujas notações quânticas do número de elétrons e seus subníveis de energia são abreviados pelos símbolos de gases nobres entre colchetes. É muito útil ao escrever configurações eletrônicas para um determinado elemento, pois é simples e rápido.

A palavra ‘kernel’ geralmente se refere às camadas eletrônicas internas de um átomo; isto é, aqueles em que seus elétrons não são de Valência e, portanto, não participam da ligação química , embora definam as propriedades do elemento. Metaforicamente falando, o caroço se tornaria o interior da cebola, com suas camadas compostas por uma série de orbitais crescendo em energia.

Os símbolos químicos para quatro dos gases nobres entre colchetes e com cores diferentes são mostrados na imagem acima: [He] (verde), [Ne] (vermelho), [Ar] (roxo) e [Kr] (azul).

Cada um de seus quadros pontilhados inclui caixas que representam os orbitais. Quanto maiores eles são, maior o número de elétrons que eles contêm; o que, por sua vez, significa que as configurações eletrônicas de mais elementos podem ser simplificadas com esses símbolos. Isso economiza tempo e energia escrevendo todas as anotações.

Ordem de construção

Antes de usar as configurações eletrônicas do kernel, é conveniente revisar a ordem correta para construir ou gravar essas configurações. Isso é governado de acordo com a regra diagonal ou o diagrama de Moeller (chamado em algumas partes do método de chuva). Com este diagrama em mãos, as notações quânticas são as seguintes:

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

Essa linha de notações quânticas parece extenuante; e seria ainda mais importante se ele fosse escrito toda vez que a configuração eletrônica de qualquer elemento encontrado no período 5 em diante fosse representada. Observe também que a linha está vazia de elétrons; não há números nos ângulos retos superiores (1s ² 2s ² 2p ⁶ …).

Deve-se lembrar que os orbitais s podem “abrigar” dois elétrons (ns ² ). Os orbitais p são três no total (veja as três caixas acima), para que possam abrigar seis elétrons (np ⁶ ). E, finalmente, os orbitais d são cinco e ef sete, com um total de dez (nd ¹⁰ ) e quatorze (nf ¹⁴ ) elétrons, respectivamente.

Abreviação de configuração eletrônica

Dito isto, a linha anterior de notações quânticas é preenchida com elétrons:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Quantos elétrons existem no total? 118. E qual elemento corresponde a uma quantidade tão grande de elétrons em seu átomo? Para o gás nobre oganesón, Og.

Suponha que exista um elemento com um número quântico Z igual a 119. Então, sua configuração de valência eletrônica seria 8s ¹ ; Mas qual seria sua configuração eletrônica completa?

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

E qual seria a sua configuração eletrônica do kernel, a compacta? Está:

[Og] 8s ¹

Observe a óbvia simplificação ou abreviação. No símbolo [Og], todos os 118 elétrons escritos acima são contados, de modo que esse elemento incerto possui 119 elétrons, dos quais apenas um é de Valência (ele estaria localizado abaixo dos franceses na tabela periódica).

Exemplos

Geral

Suponha agora que você deseja executar a abreviação progressivamente:

[He] 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Observe que 1s ² foi substituído por [He]. O próximo gás nobre é o néon, que possui 10 elétrons. Sabendo disso, a abreviação continua:

[Ne] 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Depois siga o argônio, com 18 elétrons:

[Ar] 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Como o gás nobre a seguir é criptônio, a abreviação é avançada em outros 36 elétrons:

[Kr] 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

O xenônio tem 54 elétrons e, portanto, movemos a abreviação para o orbital 5p:

[Xe] 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Nesse ponto, note-se que a configuração eletrônica é sempre abreviada para o orbital np; isto é, gases nobres possuem esses orbitais cheios de elétrons. E finalmente o radônio segue, com 86 elétrons, então abreviamos para o orbital 6p:

[Rn] 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Oxigênio

O oxigênio possui oito elétrons, sendo sua configuração eletrônica completa:

1s ² 2s ² 2p ⁴

A única abreviação que podemos usar é [He] para 1s ² . Assim, sua configuração eletrônica do kernel se torna:

2s ² 2p ⁴

Potássio

O potássio possui dezenove elétrons, sendo sua configuração eletrônica completa:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

Observe que podemos usar o símbolo [He] para abreviar essa configuração; assim como [Ne] e [Ar]. O último é o usado porque o argônio é o gás nobre que o precede mais próximo do potássio. Portanto, sua configuração eletrônica do kernel se parece com:

[Ar] 4s ¹

Indiano

O indiano possui quarenta e nove elétrons, sendo sua configuração eletrônica completa:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Como o krypton é o gás nobre mais próximo que antecede o indiano, o símbolo [Kr] é usado para a abreviação e possui sua configuração eletrônica de kernel:

[Kr] 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

Embora os orbitais 4d não pertençam formalmente ao núcleo do índio, seus elétrons não interferem (pelo menos em condições normais) em sua ligação metálica, mas os orbitais 5s e 5p.

Tungstênio

O tungstênio (ou tungstênio) possui 74 elétrons e sua configuração eletrônica completa é:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Novamente, procuramos o gás nobre mais próximo antes dele. Quando apropriado, corresponde ao xenônio, que tem seus orbitais 5p completos. Então, substituímos a linha de notações quânticas pelo símbolo [Xe] e, finalmente, teremos sua configuração eletrônica do kernel:

[Xe] 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica . (Quarta edição). Mc Graw Hill
2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chemistry . (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
3. Pat Thayer (2016). Diagramas de configuração eletrônica. Recuperado de: chemistryapp.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 de dezembro de 2018). Definição de Núcleo de Gás Nobre. Recuperado de: thoughtco.com/
5. Wikipedia (2019). Configuração eletrônica. Recuperado de: en.wikipedia.org