Química · 8.ª–12.ª classe
Como fazer a distribuição eletrónica de um átomo?
Resposta curta
Preenchem-se as subcamadas por ordem crescente de energia (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d…), com o máximo de 2 eletrões em s, 6 em p, 10 em d e 14 em f, até se esgotar o número de eletrões do átomo. Exemplo: oxigénio (Z = 8) → 1s² 2s² 2p⁴.
Quando se aplica
A distribuição eletrónica indica como estão arrumados os eletrões de um átomo ou de um ião. Serve para prever os eletrões de valência, a posição do elemento na tabela periódica, o tipo de ião que forma e o seu comportamento químico. Aparece em todos os exercícios de estrutura atómica.
O que precisa de saber antes
- O número de eletrões de um átomo neutro é igual ao seu número atómico (Z).
- Os eletrões ocupam camadas (n = 1, 2, 3…) divididas em subcamadas (s, p, d, f).
- Cada subcamada comporta um número máximo de eletrões:
| Subcamada | s | p | d | f |
|---|---|---|---|---|
| Nº máximo de eletrões | 2 | 6 | 10 | 14 |
A ordem de preenchimento
A ordem de energia crescente (diagrama de Pauling) é:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s…
Repare que a subcamada 4s se preenche antes da 3d.
Método passo a passo
- Determine o número de eletrões: igual a Z se o átomo for neutro.
- Escreva as subcamadas pela ordem de preenchimento: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d…
- Encha cada subcamada até ao máximo (2, 6, 10, 14) e passe à seguinte, até acabarem os eletrões.
- Verifique a soma: os expoentes têm de somar o número de eletrões.
- Identifique a camada de valência: é a camada com o maior número n; conte os eletrões nela.
- Se for um ião, acrescente ou retire eletrões: num catião retiram-se os eletrões da camada mais exterior (maior n); num anião acrescentam-se na subcamada seguinte a preencher.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Oxigénio (Z = 8)
Enunciado: Faça a distribuição eletrónica do oxigénio e indique os eletrões de valência.
Resolução:
- São 8 eletrões.
- 1s² (2 eletrões, restam 6) → 2s² (restam 4) → 2p⁴ (restam 0).
- Soma: 2 + 2 + 4 = 8 ✓.
- Camada de valência: n = 2, com 2 + 4 = 6 eletrões.
Resposta: 1s² 2s² 2p⁴; 6 eletrões de valência. Por camadas: 2, 6.
Exemplo 2 — Sódio (Z = 11)
Enunciado: Faça a distribuição eletrónica do sódio.
Resolução:
- 1s² (2) → 2s² (2) → 2p⁶ (6): já gastámos 10 eletrões.
- Resta 1 eletrão: vai para 3s¹.
Resposta: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹; 1 eletrão de valência. Por camadas: 2, 8, 1.
Exemplo 3 — Cloro (Z = 17) e o ião cloreto
Enunciado: Faça a distribuição eletrónica do cloro e do ião Cl−.
Resolução:
- Cloro: 1s² 2s² 2p⁶ (10 eletrões) → 3s² (12) → 3p⁵ (17).
- O ião Cl− ganhou 1 eletrão, ficando com 18: o eletrão entra em 3p, que passa a 3p⁶.
Resposta: Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ (7 eletrões de valência); Cl−: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ (8 eletrões de valência).
Exemplo 4 — Nível de exame: ferro e iões do ferro
Enunciado: Faça a distribuição eletrónica do ferro (Z = 26) e dos iões Fe2+ e Fe3+.
Resolução:
- Ferro neutro (26 eletrões): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ (18) → 4s² (20) → 3d⁶ (26). Escrita por ordem de camadas: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s².
- Nos catiões retiram-se primeiro os eletrões da camada mais exterior, a 4s (n = 4), e só depois os da 3d.
- Fe2+ (24 eletrões): perde os 2 eletrões de 4s → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶.
- Fe3+ (23 eletrões): perde ainda 1 de 3d → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵.
Resposta: Fe: …3d⁶ 4s²; Fe2+: …3d⁶; Fe3+: …3d⁵.
Exemplo 5 — Descobrir o elemento a partir da distribuição
Enunciado: Um átomo neutro tem a distribuição 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. Qual é o seu número atómico? Em que camada tem os eletrões de valência?
Resolução:
- Some os expoentes: 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15.
- Z = 15 corresponde ao fósforo.
- A camada mais exterior é a terceira (n = 3), com 2 + 3 = 5 eletrões.
Resposta: Z = 15 (fósforo); 5 eletrões de valência, na camada n = 3.
Casos especiais: o crómio e o cobre
Alguns elementos de transição não seguem exatamente a ordem prevista, porque uma subcamada d meio cheia (d⁵) ou cheia (d¹⁰) é particularmente estável:
- Crómio (Z = 24): em vez de 4s² 3d⁴, tem 4s¹ 3d⁵.
- Cobre (Z = 29): em vez de 4s² 3d⁹, tem 4s¹ 3d¹⁰.
Em exercícios de nível básico, o professor indica normalmente se estas exceções são ou não matéria.
Erros frequentes
- Preencher 3d antes de 4s. A ordem é 4s antes de 3d.
- Exceder o máximo da subcamada (por exemplo, 2p⁷ ou 3s³).
- Não conferir a soma dos expoentes com o número de eletrões.
- Ao fazer um catião, tirar os eletrões da subcamada que se preencheu por último (3d) em vez de tirar os da camada de maior n (4s).
- Esquecer a carga do ião: num ião, o número de eletrões não é igual a Z.
- Confundir camada com subcamada: a camada é n; as subcamadas são s, p, d, f.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Faça a distribuição eletrónica do azoto (Z = 7) e do magnésio (Z = 12).
Ver solução
N: 1s² 2s² 2p³. Mg: 1s² 2s² 2p⁶ 3s².
2Exercício 2
Faça a distribuição eletrónica do alumínio (Z = 13) e indique os eletrões de valência.
Ver solução
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹. Camada de valência n = 3, com 2 + 1 = 3 eletrões.
3Exercício 3
Faça a distribuição eletrónica do potássio (Z = 19) e do cálcio (Z = 20).
Ver dica
Depois de 3p⁶ vem 4s.
Ver solução
K: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹. Ca: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².
4Exercício 4
Escreva a distribuição eletrónica dos iões Na+ (Z = 11) e O2− (Z = 8). Que têm em comum?
Ver solução
Na+ (10 eletrões): 1s² 2s² 2p⁶. O2− (10 eletrões): 1s² 2s² 2p⁶. Têm a mesma distribuição, igual à do néon (Z = 10): são isoeletrónicos.
5Exercício 5
O enxofre tem Z = 16. Faça a distribuição eletrónica do átomo e do ião S2−.
Ver solução
S: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. S2− (18 eletrões): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.
6Exercício 6
Um átomo neutro tem a distribuição 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹. Qual é o elemento? Quantos eletrões de valência tem?
Ver solução
Soma: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 1 = 19, logo Z = 19: potássio. Tem 1 eletrão de valência (4s¹).
Perguntas frequentes
Quando se usa este método?
Sempre que se pede a distribuição eletrónica, os eletrões de valência, o grupo ou o período de um elemento, ou a configuração de um ião.
Existe um método mais rápido?
Para os primeiros elementos, pode usar-se a notação abreviada com o gás nobre anterior entre parênteses retos: o ferro escreve-se [Ar] 3d⁶ 4s², onde [Ar] representa 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. Confirme com o seu professor se pode usar esta notação.
Como se relaciona a distribuição com a tabela periódica?
O período de um elemento é o maior número de camada ocupada (n). Nos elementos dos grupos 1 e 2, o número do grupo é igual ao número de eletrões de valência; nos grupos 13 a 18, os eletrões de valência são o número do grupo menos 10. Exemplo: o cloro (3 camadas, 7 eletrões de valência) está no período 3 e no grupo 17.
Que erros são mais comuns?
Colocar 3d antes de 4s, passar do máximo de cada subcamada e errar nos iões. Veja "Erros frequentes".
Resumo
- Ordem de preenchimento: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f…
- Máximos: s = 2, p = 6, d = 10, f = 14.
- Soma dos expoentes = número de eletrões (Z, se o átomo é neutro).
- Eletrões de valência = eletrões da camada de maior n.
- Catiões: retiram-se eletrões da camada mais exterior; aniões: acrescentam-se eletrões.
- Exceções frequentes: Cr (4s¹ 3d⁵) e Cu (4s¹ 3d¹⁰).
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- A tabela periódica oficial da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada).
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulo sobre a estrutura eletrónica dos átomos.
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