Tabela Periódica e Diagrama de Energia dos Elementos

Se analisarmos a distribuição eletrônica de determinado átomo no diagrama de energia (ou diagrama de Pauling) é possível ‘prever’ duas questões referentes à localização do elemento desse átomo na Tabela Periódica: o período e a família.

Consideremos primeiramente o período:

Por exemplo, considere o caso de quatro elementos de diferentes períodos:

·         Be (Z = 4): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do berílio é: 1s² / 2s².

Veja que foram preenchidos 2 níveis, portanto, o berílio é do 2º período.

·         Na (Z = 11): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do sódio é: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s¹.

Nesse caso, foram preenchidos 3 níveis, portanto, o sódio é do 3º período.

·         As (Z = 33): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do arsênio é: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s² 4p³.

Foram preenchidos 4 níveis, então o arsênio é do 4º período.

·         I (Z = 53): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do iodo é: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s² 4p⁶ 4d¹⁰  /  5s² 5p⁵.

Foram preenchidos 5 níveis, então o iodo é do 5º período.

Agora consideremos como podemos descobrir a família do elemento:

Veja como isso ocorre em cada um dos grupos de elementos mencionados acima:

·         Elementos Representativos:

Esses elementos são aqueles que pertencem às famílias: 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18.  Eles também são chamados de elementos típicos ou característicos e em tabelas ainda não atualizadas eles correspondem aos elementos que estão nas colunas A (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII A).

Sempre que o elétron mais energético estiver em um subnível s ou p, ele será um elemento representativo. Além disso, a soma dos elétrons que foram preenchidos no nível mais externo, nos mostra qual é sua respectiva família.

Veja como isso ocorre:

·         Família 1: Todos possuem 1 elétron no último nível de energia.

Exemplos:

₁H: 1s¹ → Apesar de não ser um metal alcalino, o hidrogênio aparece na tabela na família 1, porque ele possui 1 elétron na sua última e única camada.

₃Li: 1s² / 2s¹

₁₁Na: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s¹

₁₉K: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶  /  4s¹

₃₇Rb: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰  /  4s² 4p⁶  / 5s¹

₅₅Cs: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰  /  4s² 4p⁶ 4d¹⁰ / 5s² 5p⁶  /  6s¹

₈₇Fr:  1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰  /  4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ / 5s² 5p⁶  5d¹⁰ /  6s² 6p⁶  / 7s¹

Dessa forma, podemos concluir que a configuração eletrônica dos elementos desse grupo termina com ns¹ (n = 1 a 7).

Isso nos ajuda a ver que há então uma generalização para os outros grupos ou famílias:

·         Família 2: Todos possuem 2 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns².

·         Família 13: Todos possuem 3 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns² np¹.

·         Família 14: Todos possuem 4 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns² np².

·         Família 15: Todos possuem 5 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns² np³.

·         Família 16: Todos possuem 6 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns² np⁴.

·         Família 17: Todos possuem 7 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns² np⁵.

•  Elementos de transição externa:

Os elementos de transição são os que ficam nas famílias de 3 a 12, sendo que os de transição externa são os que ficam expostos (externos). Nas tabelas antigas os elementos de transição ocupam as colunas B.

Eles possuem o elétron mais energético em um subnível d incompleto. A sua configuração eletrônica termina em ns² (n-1)d ^{(1 até 8)}.

Veja dois exemplos, cujas configurações estão agora na ordem de energia:

₂₈Ni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d⁸

₃₉Y: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹

•  Elementos de transição interna:

São aqueles elementos que ocupam o grupo 3 da Tabela Periódica, mas que ficam internos e, para vê-los, puxamos uma linha repetindo os períodos 6 e 7 abaixo da tabela. O período 6 é denominado de série dos lantanídios, e o 7 é a série dos actinídios.

Os elementos de transição interna possuem o elétron mais energético do átomo no estado fundamental em um subnível f incompleto. A sua configuração eletrônica termina em ns² (n - 2)f ^{(1 até 13)}.

Exemplo com configuração eletrônica em ordem de energia:

₅₇La: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹.

 
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química