Diagrama de Linus Pauling

Por Luiz Ricardo dos Santos

Linus Carl Pauling

O diagrama de Linus Pauling nada mais é do que um método de distribuir os elétrons naeletrosfera  do átomo e dos íons. Este método foi desenvolvido pelo químico norte-americano Linus Carl Pauling (1901-1994), com base nos cálculos da mecânica quântica, em virtude de este ter passado um tempo junto com seus fundadores: Borh, Shcrödinger e Heisenberg. Pauling provou experimentalmente que os elétrons são dispostos nos átomos em ordem crescente de energia, visto que todas as vezes que o elétron recebe energia ele salta para uma camada mais externa a qual ele se encontra, e no momento da volta para sua camada de origem ele emite luz, em virtude da energia absorvida anteriormente. Baseado na proposição de Niels Borh de que os elétrons giram ao redor do núcleo, como a órbita dos planetas ao redor do sol.

Uma lâmpada fluorescente, por exemplo, ela contém uma substância química em seu interior, obviamente formada por átomos, os elétrons presentes na eletrosfera destes átomos, ao receber a energia elétrica são excitados, e começam a saltar para outras camadas e ao retornarem emitem a luz.

Diagrama de Pauling

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰6p⁶ 7s² 5f¹⁴6d¹⁰ 7p⁶ …

Ordem crescente de energia

Número Quântico Principal (n): também conhecido como nível energético são representados pelos números inteiros correspondentes a:

• K= 1 s
• L=  2 s p
• M= 3 s p d
• N= 4 s p d f
• O= 5 s p d f g
• P= 6 s p d f g h
• Q= 7 s p d f g h i…

Número Quântico Azimutal(l): é comumente conhecido como subnível energético e representado pelas (“s, p, d, f,”…), respectivamente, “s(Sharp), p(Principal), d(difuse) e f(fundamental)”.  Os subníveis energéticos são formados por orbitais, que comportam 2 elétrons com spins opostos segundo o Princípio da exclusão de Pauli.

• s²= 1 orbital e 2 spins
• p⁶= 3 orbitais e 6 spins
• d¹⁰= 5 orbitais e 10 spins
• f¹⁴= 7 orbitais e 14 spins

Número Quântico Magnético(m): o número quântico magnético é útil para identificação dos orbitais. Onde o orbital da direita tem valor (+) e os da esquerda valor (-). Por exemplo, utilizando o subnível f que possui um maior número de orbitais, temos:

Número Quântico de Spin (M_s): são representações em forma de seta dos elétrons distribuídos nos orbitais. O valor dos de cada spin é:

↑ Para cima é positivo M_s=+½(meio) e ↓ Para baixo é negativo e M_s=-½(meio)

Exemplo: é necessário fazer a distribuição eletrônica do átomo de Praseodímio:

Passo 1: procurar o elemento na tabela periódica e observar seu número atômico.

Utilizando o diagrama de Pauling e seguindo pelas diagonais obtém-se:

No átomo de Pr as camadas possuem:

K=2 elétrons, L=8 elétrons, M=18 elétrons, N=21elétrons, O=8 elétrons e P=2 elétrons.

Passo 2: dispor os spins em orbitais(aqui representados pelos quadrinhos) sendo

Para os íons a distribuição é diferente, visto que íons são átomos que possuem carga e são subdividos em Cátions – tem tendência de perder seus elétrons e Ânions – tem tendência de ganhar elétrons.

Para o Cátion de Pr⁺² por exemplo, a distribuição passa a ser para 57 elétrons pois ele perde 2 em virtude de sua valência:

K=2 elétrons, L=8 elétrons, M=18 elétrons, N=19 elétrons, O=8 elétrons e P=2 elétrons.

Para um átomo de cloro, por exemplo, a distribuição é 17, porém para o ânion cloreto passa a ser de 18 elétrons por que ele ganha 1 elétron:

¹⁷Cl:

1s²

2s² 2p⁶

3s² 3p⁵ ou  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

K=2, L=8 e M=7 elétrons

¹⁷Cl^-1:

1s² 

2s² 2p⁶ 

3s² 3p⁶ ou  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

K=2, L=8 e M=8 elétrons

É importante salientar que no texto acima existem reticências demonstrando a continuação das camadas, níveis, subníveis etc. Simplesmente por que Pauling seguiu o raciocínio de Mendeleyev, sabendo que novos elementos ainda serão descobertos e ocuparão, por exemplo, a camada R nível 8 e subníveis s,p,d,f,g,h,i, j e assim por diante.

Bibliografia:

Russel, J. B. Química geral. São Paulo: Makron Books, 2004.

SHRIVER, DUWARD; ATKINS, PETER. Química inorgânica – 4ª edição. Porto Alegre, Bookman, 2008.

James Brady, Humiston Gerard E. QUÍMICA GERAL – VOL. 2 – 2ª EDIÇÃO.

Origem da Imagem: http://elproyectomatriz.wordpress.com

http://www.infoescola.com/quimica/diagrama-de-pauling/