#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis

Cálculo da energia no subnível
Com base em um estudo mais detalhado da energia dos elétrons de um
átomo, o cientista alemão Madelung desenvolveu empiricamente um diagrama
de energia (que pode ser deduzido pela Mecânica quântica) apoiado nos seguintes
critérios:
• Possui maior energia o elétron que apresentar a maior soma n + ,. Por exemplo:
entre dois elétrons que apresentam um estado energético definido respectivamente
pelos conjuntos de nível e subnível, 3d e 4s, qual apresenta a
maior energia? Vejamos:
∙
elétron n = 3 (nível)
ou
elétron n = 4 (nível)
em 3d , = 2 (subnível) em 4s , = 0 (subnível)
n + , = 3 + 2 V n + , = 5 n + , = 4 + 0 V n + , = 4
Concluímos que o elétron em 3d (n + , = 5) encontra-se num estado de maior
energia que o elétron em 4s (n + , = 4).
• Entre dois elétrons que possuem igual soma (n + ,), terá maior energia o elétron
que apresentar maior valor de n.
∙
elétron n = 5 (nível)
ou
elétron n = 6 (nível)
em 5p , = 1 (subnível) em 6s , = 0 (subnível)
n + , = 5 + 1 V n + , = 6 n + , = 6 + 0 V n + , = 6
Concluímos que o elétron em 6s encontra-se num estado de maior energia
que o elétron em 5p, pois está mais afastado do núcleo.
∙
∙
O artigo “Theoretical
Justification of
Madelung’s rule”
(disponível em:
,
acesso em: 12 ago.
2015) mostra a base
teórica das regras
utilizadas no
desenvolvimento do
diagrama de energia.
O aumento de energia é indicado no diagrama pelas setas paralelas a partir
da primeira diagonal. Para os elétrons dos elementos químicos conhecidos, o
diagrama de energia terá o seguinte aspecto:
1s
2s
2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s
7p
Fazendo a distribuição dos elétrons neste diagrama para o elemento de Z = 112,
112
Cn, respeitando o número máximo de elétrons que apresentam mesma energia
potencial e cinética, temos:
K: 1s 2
L: 2s 2 2p 6
M: 3s 2 3p 6 3d 10
N: 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14
O: 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14
P: 6s 2 6p 6 6d 10
Q: 7s 2 7p 6
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Modelo básico do átomo e a lei periódica 173