Relação entre a tabela periódica e a distribuição eletrônica.

A segunda parte sobre distribuição eletrônica (link) foi encerrada com uma pergunta sobre como fazer a engenharia reversa para se descobrir o elemento a partir dos números quânticos do elétron mais energético de seu átomo no estado fundamental. Os números apresentados foram:

n = 5, ℓ = 1, m = +1 e s = -1/2

Lembrando que adoto aqui a convenção de que seta para cima representa spin + 1/2 e seta para baixo o spin -1/2. Sempre preenchendo os orbitais com "setas para cima" (elétrons de spin +1/2) primeiro.

Vamos à engenharia reversa. n = 5 significa que a distribuição eletrônica terminou na quinta camada. ℓ =  1 significa que terminou no subnível "p", m = +1 significa que terminou no terceiro orbital de um total de três, pois a distribuição se dá da esquerda para a direita. E spin -1/2 significa que foi na segunda volta, ou seja, subnível completo.

Distribuições possíveis com ℓ = 1 e mℓ = +1.

Distribuição eletrônica, parte 2.

 Se neste momento você sabe como distribuir os elétrons dentro de uma eletrosfera para um átomo qualquer no estado fundamental (link), veremos como distribuir os elétrons e determinar os números quânticos atrelados a alguns deles em alguns casos. Não faz sentido aqui representar os orbitais em suas formas originais (link), por isto eles serão representados por quadrados e os elétrons dentro deles por setas para distinguirmos os dois spins possíveis para eles (link). Veja a imagem abaixo:

Números quânticos.

Os números quânticos são valores associados a diferentes propriedades do elétron dentro da eletrosfera. Eles nos ajudam a identificar o elétron e distingui-lo dos demais. De uma forma grosseira, existe a analogia com endereço de uma pessoa, que reside em uma casa com número, uma rua ou avenida com nome, um bairro, cidade, CEP, unidade da federação e país. Um determinado conjunto de números nos permite saber uma pessoa mora. Assim são os números quânticos, em total de quatro, nos permitem identificar os elétrons dentro da eletrosfera. Não se esqueça que eles representam soluções da equação de Schrödinger aplicada ao átomo de hidrogênio. Vamos a eles:

n 一 número quântico principal

Diz respeito à camada na qual o elétron se encontra. Tanto no modelo de Bohr quanto na equação de Schrödinger ele aparece da seguinte forma:

Eₙ = -13,6/n²

Onde Eₙ é a energia que um elétron terá em qualquer nível eletrônico dentro da eletrosfera e "n" é o número natural não nulo associado a uma camada. O valor de -13,6 é resultado de contas um tanto complexas para esta etapa, mas, por acaso, é o mesmo encontrado por Bohr. O que é bem curioso, pois Bohr utilizou um modelo híbrido e Schrödinger um modelo puramente quântico.

ℓ 一 número quântico secundário (letra ele minúscula)

Diz respeito ao momento angular (link) correspondente ao elétron de acordo com o orbital onde ele se encontra. Lembre que podemos calcular o momento angular para uma partícula descrevendo movimento circular. O momento angular é uma grandeza vetorial perpendicular ao plano do movimento circular. Caso não se recorde, grandezas vetoriais são aquelas que possuem módulo, direção e sentido.

Bohr até propôs uma quantização para ele, mas não era correta, por se basear em um modelo parte clássico e parte quântico. Se você viu a postagem sobre o modelo do orbital (link), teve a oportunidade de notar os planos nodais de separação entre os lóbulos nos orbitais "p", "d" e "f", com ausência deles nos orbitais "s". Eles são consequência das soluções da Equação de Schrödinger para valores de "l" naturais menores que n. Fisicamente, pode ser melhor compreendido pela imagem abaixo:

Planos nodais dos orbitais "p", "d" e "f", em ordem crescente. O orbital "s" não possui.