Já sabemos que os elétrons orbitam o núcleo em um átomo, enquanto os prótons e nêutrons estão contidos nele. Como os elétrons giram, é a pergunta? Eles parecem estar se movendo aleatoriamente? Existe um caminho definido que eles seguem? Qual é a melhor maneira de colocá-los juntos? A configuração eletrônica é a resposta a todas essas perguntas. Vamos dar uma olhada em como os elétrons estão dispostos em torno de um núcleo. 

Distribuição de elétrons em diferentes órbitas

O modelo planetário de um átomo foi criado por Neils Bohr. Ele foi o primeiro a indicar que as propriedades dos elementos têm um padrão regular. A estrutura eletrônica de um átomo é baseada no "modelo atômico de Bohr". Ele foi o primeiro a descrever o arranjo dos elétrons em órbitas / camadas distintas (configuração eletrônica). Ele propôs que os elétrons se espalham em conchas eletrônicas de formato circular (órbitas). Esses elétrons viajam a uma distância definida ao redor do núcleo em órbitas. 

Antes de entender o conceito de Configuração Eletrônica, vamos primeiro entender alguns termos básicos usados ​​com ela, conforme mencionado abaixo:

• Cascas: é baseado no número quântico principal (n) que determina o número máximo de elétrons que podem ser colocados em uma casca. O número de elétrons em cada camada é dado pela fórmula 2n ^2, onde n representa o número da camada.
• Subcamadas: é baseado em um número quântico azimutal que é amplamente denotado por 'I'. Ao mesmo tempo, o número quântico azimutal depende do valor do número quântico principal (n). Por exemplo, se o valor de shell n = 3. As subcamadas correspondentes a ele serão s, p e d com I = 0, I = 1 e I = 2. Essas são as camadas nas quais ocorre a distribuição real dos elétrons. E o número máximo de elétrons acomodados por uma sub-camada é dado pela fórmula 2 (2I + 1). Os subshells possíveis e sua configuração eletrônica resultante com base no número quântico são fornecidos abaixo.

Configuração eletronica

A representação dos elétrons distribuídos nas camadas atômicas de um elemento é conhecida como configuração eletrônica. Os elétrons estão matematicamente localizados nessas subcamadas e as notações ajudam a localizar a posição desses elétrons, bem como a configuração eletrônica. 

Um estudo eficaz dessas configurações eletrônicas escritas com notação específica pode fornecer detalhes sobre o elemento particular. Por exemplo, a notação específica para germânio (Ge) seria, 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ² .

Notação de configuração eletrônica:

A notação é a representação do número de elétrons presentes na sub camada. É escrito com o número da camada, nome da sub camada e um número total de elétrons presentes na sub camada em sobrescrito.

Por exemplo, a configuração eletrônica do oxigênio pode ser escrita como 1s ² 2s ² 2p ⁴ .

A tabela abaixo consiste na configuração eletrônica dos primeiros 20 elementos.

Princípios para Preencher as Cascas 

A seguir estão as regras ou princípios que ajudam a preencher as camadas de um átomo: 

• Princípio de Aufbau: O princípio afirma que os elétrons ocuparão as órbitas com menor energia e depois as órbitas com níveis de energia mais elevados. O nome do princípio deriva da palavra grega “Aufbeen”, que significa construir. De acordo com o seguinte princípio, os elétrons são organizados na ordem de,

• Princípio de Exclusão de Pauli: O Princípio de Exclusão de Pauli afirma que o máximo de dois elétrons pode caber em uma órbita com spins opostos. É baseado no conceito de que se dois elétrons carregam números azimutais iguais, eles terão spins opostos na órbita.
• Regra de Hund: A regra afirma que cada órbita é inicialmente ocupada por um único elétron antes que um segundo elétron preencha a órbita. É a regra que determina a ordem dos elétrons na sub-camada.

Como escrever a configuração eletrônica dos elementos?

Portanto, antes de desenhar uma configuração eletrônica precisamos extrair algumas informações da tabela periódica como o número atômico, não. de elétrons, camadas, etc. Olhando através de um exemplo, vamos entender o método de escrita de uma configuração eletrônica. O elemento potássio tem número atômico 19. E tem 19 elétrons que serão colocados na sub-camada s e p. 

A configuração eletrônica pode ser escrita como 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹ . Seus 19 elétrons podem ser divididos em diferentes camadas da seguinte maneira:

• Shell K (n = 1) = 2,
• L shell (n = 2) = 8,
• Shell M (n = 3) = 8, e
• Shell N (n = 4) = 1.

Configuração Eletrônica de Potássio

Exemplos de perguntas

Questão 1: Anote a configuração eletrônica do Alumínio.

Responder:

A configuração eletrônica do Alumínio (Al) é 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ¹ em notação spdf e 2, 8, 3 em diagrama orbital.

Pergunta 2: Liste a importância da configuração eletrônica.

Responder:

O significado é mencionado abaixo:

1. Eles ajudam a conhecer o estado de reatividade do átomo.
2. Ajuda a determinar suas propriedades físicas e químicas.
3. Ele prevê o comportamento magnético de um átomo, etc.

Questão 3: Anote a configuração eletrônica dos gases ideais.

Responder:

A seguir estão as configurações eletrônicas de alguns gases ideais:

• Hélio (He) ⇒ 1s ²
• Néon (Ne) ⇒ 1s ² 2s ² 2p ⁶
• Argônio (Ar) ⇒ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶  
• Criptônio (Kr) ⇒ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁶
• Xenon (Xe) ⇒ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 5s ² 5p ⁶
• Radon (Rn) ⇒ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ² 4p ⁶ 4d ¹⁰ 5s ² 5p ⁶ 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ² 6p ⁶

Questão 4: Como o cobre desobedece ao princípio Aufbau?

Responder:

Desde então, a configuração eletrônica do cobre é 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ¹ . A violação do princípio de Aufbau é devido ao gap de energia entre os orbitais 3d e 4s. Como o orbital d completamente preenchido oferece mais estabilidade do que a configuração parcialmente preenchida.

Pergunta 5: Quantos elétrons cada uma das sub-camadas contém?

Responder:

O padrão de preenchimento de elétrons em subcamadas é:

• s contém 2 elétrons
• p contém 6 elétrons
• d contém 10 elétrons
• f contém 14 elétrons