Camada de valência
Camada de valência é a ultima camada a receber o elétron em um átomo.
Camada de valência é a última camada a receber elétron em um átomo a partir de sua distribuição eletrônica. Através do Principio de Linus Pauling, os átomos podem possuir até sete camadas de distribuição eletrônica, denominadas de K, L, M, N, O, P e Q. Os elétrons que pertencem à camada de valência são os que participam de uma ligação química por estarem mais externos em relação aos outros, sendo possível, deste modo, interações do tipo covalente e iônica (ou eletrostática).
“Camada de valência é a camada mais externa de um átomo.” (Brown, T., 2005)
Diagrama de Linus Pauling
O diagrama de Linus Pauling serve para auxiliar no preenchimento de elétrons pelos subníveis de energia em determinado átomo. Nesse diagrama, os subníveis energéticos são denominados pelas letras s, p, d e f, cada qual com sua energia específica. Para entender o diagrama, usa-se o modelo atômico de Rutherford-Bohr, onde se admite que os elétrons girem ao redor do núcleo atômico em diferentes camadas energéticas:
Camadas eletrônicas, níveis e subníveis de energia com seus preenchimentos eletrônicos.
Observando a Tabela acima, vemos que o número de elétrons é a soma dos números sobrescritos na coluna de preenchimento eletrônico, o que quer dizer que a cada camada, há um número de elétrons que se distribuem pelos subníveis de energia denominados pelas letras s, p, d e f. O número máximo de elétrons por subnível está representado pelo número sobrescrito. Deste modo, a última coluna é chamada de Diagrama de Linus Pauling, que é preenchido e seguido de acordo com a figura abaixo:
Diagrama de Linus Pauling.
Notamos pelo diagrama acima que há uma seta contínua e pontos tracejados. Tais figuras servem para indicar o preenchimento de elétrons em um átomo e sua continuação após o fim da seta. Por exemplo: O cloro contém 17 elétrons, como se dá seu preenchimento pelo Diagrama de Linus Pauling? Qual será sua camada de valência? Bem, como o elemento nos dá 17 elétrons, é só seguir o diagrama somando o número máximo de elétrons que cada subnível pode comportar. Assim, o preenchimento será da forma:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Com o resultado acima, faremos algumas observações:
I) Observe o preenchimento do exemplo e siga a seta do diagrama, note que seguimos a cada linha contínua e tracejada;
II) Começamos preenchendo por 1s2, depois de preencher este subnível, faltam ainda 15 elétrons para serem alocados. Como o subnível s comporta apenas 2 elétrons, passamos para o próximo, e assim sucessivamente, cada qual com seu subnível de número máximo de elétrons que pode comportar;
III) Note que em 3p5 há apenas 5 elétrons no subnível p, tendo em vista que neste subnível cabe 6 elétrons. Um subnível pode estar completo com seu número máximo de elétrons ou pode faltar, mas nunca exceder. Exemplo, o subnível p não pode ter 7 elétrons, mas pode ter 6 ou menos elétrons.
IV) Observe que deixamos em negrito os níveis e subníveis 3s2 3p5. Esta é a camada de valência, a última camada do átomo de Cloro. De acordo com a Tabela acima, o número 3 representa o nível M, e a soma dos números sobrescritos é 5+2 = 7, logo há 7 elétrons na camada de valência do átomo de Cloro.
Dica: Observe a que família da Tabela Periódica dos Elementos o átomo de Cloro pertence e tente fazer a distribuição eletrônica dos átomos de Flúor (F = 9 elétrons) e Bromo (Br = 35 elétrons).
Camada de Valência e Tabela Periódica dos Elementos
A representação dos elementos por meio do preenchimento eletrônico nos permite deduzir a localização deste na Tabela Periódica em termos de seus respectivos Grupos (ou Famílias). Se um elemento possui 7 elétrons em sua camada de valência, este deve estar localizado no Grupo 7 (ou Família 7A), da mesma forma se um elemento possuir apenas 1 elétron em sua camada de valência, este deve estar localizado no Grupo 1 (ou Família 1A).
Camada de Valência e Ligação Química
A maioria dos elementos químicos que estão listados na Tabela Periódica dos Elementos não possuem sua camada de valência completa, apenas os Gases Nobres do Grupo 8 (ou Família 8A), que possuem 8 elétrons em sua camada mais externa. Sendo assim, a maioria dos elementos químicos seguem a regra do octeto, que preconiza a estabilidade química com a quantidade de 8 elétrons em sua camada de valência. Logo, os elementos podem fazer ligações do tipo iônicas ou covalentes para preencherem sua camada mais externa e assim ficarem com estabilidade semelhante a de um gás nobre, com oito elétrons.
Distribuição eletrônica de elementos neutros, cátions e ânions e suas camadas de valência
Na natureza, os elementos químicos podem ser encontrados em um estado neutro, em forma de cátions (ou seja, carregados positivamente) ou em forma de ânions (carregados negativamente). Para entender uma ligação química, é necessário saber como é a camada de valência do elemento em análise. A distribuição eletrônica é a mesma que fizemos no exemplo com o átomo de cloro, mas com algumas particularidades.
Átomos neutros
Em átomos neutros não há presença de carga, logo a sua distribuição eletrônica por meio do Diagrama de Linus Pauling segue-o na íntegra, como foi feito com o exemplo anterior usando o átomo de cloro.
Átomos carregados negativamente (ânions)
Em ânions há a presença de carga negativa, se um átomo for da forma X–, significa que há uma carga negativa; X-2, há duas cargas negativas; X-3, três cargas negativas; e assim por diante. O elétron possui carga negativa, logo, um ânion há excesso de elétrons em relação a seu átomo neutro. Desse modo, um átomo X-2 possui 2 elétrons a mais em relação a seu átomo na forma X, neutra. Assim, o preenchimento eletrônico de átomos carregados negativamente deve ser feito adicionando elétrons junto ao subnível que está incompleto.
Exemplo: o átomo de Cloro pode apresentar-se na forma Cl-1, deste modo, o preenchimento pelo Diagrama de Pauling para o íon cloreto será 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.
Átomos carregados positivamente (cátions)
Em cátions, há a presença de carga positiva, ou seja, há deficiência de elétrons nesse tipo de átomo. Logo, um átomo que apresente a forma X+2 possui deficiência de dois elétrons em relação a seu átomo neutro. O mesmo raciocínio se aplica ao item anterior que usamos para ânions, sendo dessa vez realçado o déficit de elétrons para formar a carga positiva. Assim, o preenchimento eletrônico seguindo o Diagrama de Linus Pauling deve ser feito subtraindo elétrons de seu átomo neutro. Essa subtração é feita no(s) último(s) níveis e subnível(eis).
Exemplo: o átomo de Ferro em seu estado neutro possui 26 elétrons e a seguinte distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. Notamos que sua camada de valência possui 2 elétrons, representada por 4s2.
O Ferro pode ser encontrado na natureza na forma Fe+2, mais conhecido como Ferro(II). Sendo assim, sua distribuição eletrônica fica da forma 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6, com a ausência de dois elétrons que estavam na camada N = 4s2.
Referências
BROWN, T., LEMAY, E., Quimica – Ciência central. 9ed. Prentice-Hall, 2005.
TESTE SEU CONHECIMENTO
- Faça a distribuição eletrônica para o átomo de Sr+2 e indique o nível e subnível da camada de valência.
- [UDESC/2009]Os elementos X e Y possuem as seguintes configurações eletrônicas 1s22s2 2p6 3s23p6 4s2 3d10 4p3 e 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 respectivamente. O período e a família em que se encontram estes elementos são:
- a) Os elementos X e Y pertencem ao quarto período, sendo que o elemento X pertence á família 5A e o elemento Y pertence à família 1A.
b) Os elementos X e Y pertencem ao quarto período, sendo que o elemento X pertence á família 3A e o elemento Y pertence à família 1A.
c) Os elementos X e Y pertencem a mesma família e ao mesmo período.
d) Os elementos X e Y pertencem ao terceiro e primeiro período respectivamente. Quanto à família os dois elementos pertencem à família 4A.
e) O elemento X é um alcalino e o elemento Y é um halogênio.
