Distribuição Eletrônica - ENEM

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Modelo de Sommerfeld 
 
➢ Bohr propôs a existência de órbitas circulares estacionárias, com 
energias definidas, para os elétrons nos átomos. Cada órbita 
corresponde a um nível energético, representado por um número 
inteiro positivo “n”, denominado número quântico principal. 
➢ Posteriormente,Rydberg(1854-1919) determinou que o número 
máximo de elétrons em cada órbita era dado pela seguinte 
equação:2n2.Nessa época, também foi criada uma notação que 
usava letras para identificar as órbitas.Portanto, o número máximo 
teórico de elétrons em cada órbita é o seguinte: 
 
 
 
➢ Descoberta do espectro atômico fino 
 
 
 
➢ A explicação para o espectro fino foi dada pelo físico alemão 
Arnold Sommerfeld (1868-1951), em 1916. Sommerfeld, postulou 
que os níveis de energia de Bohr eram divididos em subníveis de 
energia.De acordo com sua proposta,em cada nível de n energia , 
existia uma órbita circular e (n-1)órbitas elípticas.Observe o 
exemplo a seguir para o nível n=4: 
 
Nível 4 (n=4) => 1 órbita circular e 3 órbitas elípticas => 4 subníveis 
 
 
Para caracterizar essa subdivisão dos níveis de energia, foi criado 
um segundo número quântico “l”, denominado azimutal ou secundário. Os 
valores permitidos para l são limitados pelo valor de n,ou seja, l pode variar 
de 0 até (n-1) em cada nível.Os subníveis são identificados por 
letras:s,p,d,f,g,h,i e os demais seguindo a ordem alfabética. 
 
 
 
Apesar dos avanços do Modelo de Sommerfeld,novos conceitos 
da Física quântica indicavam que sua proposta não estava inteiramente 
correta. 
 
Distribuição eletrônica 
 
No átomo atual, a eletrosfera é dividida em níveis de energia, que são 
divididos em subníveis de energia, que são divididos em orbitais. 
 
Camadas Eletrônicas ou Níveis de Energia 
 
 A eletrosfera dos átomos conhecidos está dividida em 7 níveis de 
energia designadas por K, L, M, N, O, P, Q ou pelos números: n = 1, 2, 3, 4, 5, 
6, 7. 
 
Número máximo de elétrons em cada nível de energia(x): 
1. Teórico: Equação de Rydberg: x = 2n2 
 
 
 
2. Experimental: O elemento de número atômico 112 apresenta o seguinte 
número de elétrons nas camadas energéticas: 
 
Subcamadas ou Subníveis de Energia:cada nível de energia “n” está dividido 
em “n” subníveis: s, p, d, f, g, h, i... 
Ex: 
Nível 4 → possui 4 subníveis → 4s 4p 4d 4f 
Nível 5 → possui 5 subníveis → 5s 5p 5d 5f 5g 
 
 Nos átomos dos elementos conhecidos, os subníveis teóricos g, h, 
i... estão vazios.Número máximo de elétrons em cada subnível experimental: 
 
s = 2 p = 6 d = 10 f = 14 
 
Distribuição dos elétrons nos subníveis (configuração eletrônica) 
 
 Os subníveis são preenchidos em ordem crescente de energia 
(ordem energética). Linus Pauling descobriu que a energia dos subníveis 
cresce na ordem: 
 
 É nessa ordem que os subníveis são preenchidos. Para obter essa 
ordem basta seguir as diagonais no Diagrama abaixo: 
 
Seqüência de preenchimento de orbitais 
 
Esse preenchimento em ordem de energia é conhecido como 
príncipio de aufbau,palavra alemã que significa construção.Observe o 
exemplo a seguir,que mostra a distribuição eletrônica do átomo de 26Fe: 
 
 
 
Deve-se observar a ordem energética dos subníveis de energia, que 
infelizmente não é igual à ordem geométrica. Isso porque subníveis de níveis 
superiores podem ter menor energia total do que subníveis inferiores. A 
energia de um subnível é proporcional à soma (n + l) de seus respectivos 
números quânticos principal (n) e secundário (l). O último nível de energia é 
denominado camada de valência(CV), e o último subnível a ser preenchido é 
o subnível mais energético(SME).Além da distribuição gráfica, podemos 
utilizar outros três métodos de apresentação para uma distribuição 
eletrônica:ordem energética,ordem geométrica e distribuição com cerne ou 
core de gás nobre.Veja: 
 
➢ A ordem de energia mostra os subníveis em ordem crescente de 
energia, terminando no subnível mais energético: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 
➢ A ordem geométrica mostra a distribuição por níveis, terminando 
com a camada de valência: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 
➢ Na distribuição com cerne de gás nobre, os elétrons internos são 
representados pelo símbolo do gás nobre que possui o número 
atômico mais próximo do número atômico do elemento que está 
sendo distribuído. O gás nobre é representado entre colchetes.No 
caso do ferro o gás nobre a ser utilizado é o 18Ar.Observe: 
 
 
 
Distribuição eletrônica com cerne de gás nobre 
 
 
Distribuição Eletrônica em Íons 
 
Átomo neutro: nº de prótons = nº de elétrons 
Íon: nº de prótons (p) ≠ nº de elétrons 
Íon positivo (cátion): nº de p > nº de elétrons 
Íon negativo (ânion): nº de p < nº de elétrons 
 
Distribuição Eletrônica em Cátions : Na distribuição eletrônica de cátions, 
primeiro devemos distribuir os elétrons do átomo neutro correspondente e, 
posteriormente, retirar os elétrons do subnível mais energético da camada de 
valência.Ex: 
Ferro (Fe) Z = 26 → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 (estado fundamental = neutro) 
 
26Fe2+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 (estado iônico) 
26Fe3+ → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 (estado iônico) 
 
Distribuição Eletrônica em Ânions : Na distribuição eletrônica de ânions, 
primeiro devemos somar os elétrons recebidos e, posteriormente, distribuir 
os elétrons normalmente.Ex: 
 
Oxigênio (O) Z = 8 → 1s2 2s2 2p4 (estado fundamental = neutro) 
 
8O2- → 1s2 2s2 2p6 17Cl- → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 
 
Exercícios propostos 
 
01 - (FEPECS DF) “Um cientista da Faculdade de Engenharia de Alimentos da 
Universidade Estadual de Campinas declarou que quando há consumo 
excessivo de produtos a base de grãos integrais, os fibratos presentes nas 
fibras destes grãos podem reduzir a absorção de minerais como zinco, ferro e 
cálcio.”Os elementos zinco, ferro e cálcio podem ser absorvidos no 
organismo na forma de seus cátions bivalentes. Considerando os metais 
citados, a configuração eletrônica em subníveis energéticos para o cátion 
bivalente do metal alcalino terroso é: 
 
a)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4; b)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10; 
c)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6; d)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2; 
e)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. 
 
02 - (UCS RS) A toxicidade do mercúrio (Hg) já é conhecida de longa data, e 
não se tem notícia de que ele seja essencial ao organismo humano. Devido ao 
elevado teor desse metal em lâmpadas fluorescentes, elas constituem um 
problema ambiental quando descartadas de forma inadequada. Felizmente, a 
quantidade de mercúrio nessas lâmpadas vem diminuindo com o decorrer dos 
anos. Segundo a NEMA (National Electrical Manufacturers Association), a 
quantidade de mercúrio em lâmpadas fluorescentes, entre 1995 e 2000, foi 
reduzida em cerca de 40%.A distribuição eletrônica para o mercúrio elementar 
é 
 
a)[Kr] 4d10 5p6. b)[Ar] 3d10 4p4. c)[Rn] 5f14 6d6. d)[Xe] 6s2 4f14 5d10. 
e)[Ne] 6d10 5f14 7p2. 
 
 
04 - (UFES) A distribuição eletrônica correta do elemento químico Au, em 
camadas, é 
a)K = 2 L = 8 M = 18 N = 32 O = 17 P = 2 
b)K = 2 L = 8 M = 18 N = 32 O = 18 P = 1 
c)K = 2 L = 8 M = 18 N = 32 O = 16 P = 3 
d)K = 2 L = 8 M = 18 N = 30 O = 18 P = 3 
e)K = 2 L = 8 M = 18 N = 31 O = 18 P = 2 
 
05 - (UEFS BA) A safira azul usada na confecção de joias é um cristal 
constituído por óxido de alumínio, Al2O3(s), substância química incolor, 
contendo traços dos elementos químicos ferro e titânio, responsáveis pela 
cor azul.Considerando a informação associada aos conhecimentos da 
Química, é correto afirmar: 
 
a)O átomo de titânio tem configuração eletrônica, em ordem crescente de 
energia, representada por [Ar] 4s23d2. 
b)A cor do material é uma propriedade química utilizada na identificação de 
substâncias químicas. 
c)O óxido de alumínio, Al2O3(s), é um composto que apresenta caráter básico 
em solução aquosa. 
d)O isótopo do elemento químico ferro representado por Fe5626 é constituído 
por 26 elétrons, 26 nêutrons e 30 prótons. 
e)A cor azul é resultante da promoção doelétron de um nível de menor 
energia para um nível mais energético no átomo. 
 
 
07 - (UFMS)Uma grande fabricante mundial de brinquedos anunciou 
recentemente uma chamada aos clientes devido à necessidade de 
substituição de alguns de seus produtos (recall), com elevados teores de 
chumbo presentes no pigmento utilizado nas tintas aplicadas nesses 
brinquedos. O chumbo, na sua forma catiônica possui elevada toxicidade, 
afetando principalmente a síntese da hemoglobina nos organismos. 
Sabendo-se que o número atômico (Z) do chumbo é 82 e do xenônio é 54, 
assinale a alternativa que apresenta a configuração eletrônica correta para o 
cátion bivalente do chumbo. 
 
a)[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p2. b)[Xe] 6s2 4f14 5d10. c)[Xe] 4f14 5d9 6p1. 
d)[Xe] 6s1 4f14 5d10 6p1. e)[Xe] 6s2 4f14 5d8 6p2. 
 
08 - (UFS)O cobalto é um metal de coloração prata acinzentado, usado 
principalmente em ligas com o ferro. O aço alnico, uma liga de ferro, alumínio, 
níquel e cobalto, é utilizado para construir magnetos permanentes, como os 
usados em alto-falantes. Precisamos de cobalto em nossa dieta, pois ele é um 
componente da vitamina B12. Sabendo que o número atômico do cobalto é 27, 
sua configuração eletrônica será: 
a)1s22s22p63s23p63d9 b)1s22s22p63s23p64s9 c)1s22s22p63s23p64s24p63d1 
d)1s22s22p63s23p64s23d7 e)1s22s22p63s23p64s24p7 
 
09 - (UFES)Ligas de titânio são muito usadas na fabricação de parafusos e pinos 
que compõem as próteses ortopédicas. A configuração eletrônica CORRETA 
do átomo de titânio é 
 
a)   43d Ar b)   63d Ar c)   31 3d ,4s Ar d)   22 3d ,4s Ar e)   52 3d ,4s Ar 
 
10 - (UEM PR)Assinale a alternativa correta. 
a)A distribuição eletrônica do íon Ca2+ é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2. 
b)A distribuição eletrônica do íon Mg2+ é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. 
c)A distribuição eletrônica do íon Ca2+ é igual à do íon Na+. 
d)A distribuição eletrônica do íon Na+ é 1s2 2s2 2p4 3s2. 
e)A distribuição eletrônica do íon Sr2+ é igual à do íon Rb+. 
 
11 - (UFC CE)O íon cádmio (Cd2+) apresenta elevado grau de toxidez. Essa 
observação é atribuída a sua capacidade de substituir íons Ca2+ nos ossos e 
dentes, e íons Zn2+ em enzimas que contêm enxofre. Assinale a alternativa 
que representa corretamente as configurações eletrônicas dos íons Cd2+, Zn2+ 
e Ca2+, respectivamente. 
a)[Kr]4d10 – [Ar]3d10 – [Ne]3s23p6 
b)[Kr]4d85s2 – [Ar]3d10 – [Ar]4s1 
c)[Kr]4d95s1 – [Ar]3d104s1 – [Ar]4s1 
d)[Kr]4d105s2 – [Ar]3d104s2 – [Ar]4s2 
e)[Kr]4d105s25p2 – [Ar]3d104s24p2 – [Ne] 3d24s2 
 
12 - (UFPI) De acordo com o “princípio de Aufbau” para a distribuição 
eletrônica em átomos multieletrônicos, diz-se que um átomo encontra-se no 
seu estado fundamental quando seus elétrons se localizam nos estados de 
menor energia. Dentre as opções abaixo, aquela coincidente com a de um 
átomo no seu estado fundamental é: 
a)1s2 2s1 2p4 . 
b)1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s2 3d10. 
c)1s2 2s2 2p6 3s1 3p5 4s2. 
d)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. 
e)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d8 4p2. 
 
GABARITO: 
 
1) Gab: E 
 2) Gab: D 
 3) Gab: B 
4) Gab: A 
5) Gab: B 
6) Gab: D 
7) Gab: D 
 8) Gab: E 
9) Gab: A 
10) Gab: D