(1,0) Escreva a configuração eletrônica completa e a notação da camada de valência para os seguintes elementos:
Nitrogênio (N)
Configuração completa:
Camada de valência:
Nitrogênio (N)
Camada de valência:
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o elemento Nitrogênio:
- A configuração eletrônica completa.
- A notação da camada de valência.
Informações relevantes que temos (propriedades do elemento Nitrogênio):
- O nitrogênio é o elemento químico com número atômico
. - Em um átomo neutro, o número de elétrons é igual ao número atômico, portanto há
elétrons para distribuir.
Passo 2
Conceitos essenciais (bem mastigados) antes de começar a montar a configuração:
- Níveis principais (camadas) são indicados por
. Cada nível tem subníveis chamados orbitais: . - Capacidade máxima de elétrons por subnível:
Isso significa, por exemplo, que um orbital pode receber até elétrons, o até , etc. - Princípios para preencher elétrons:
- Princípio de Aufbau (preencher do menor nível de energia para o maior): normalmente a ordem começa
, , , , … - Princípio de Pauli: cada orbital pode comportar no máximo dois elétrons com spins opostos.
- Regra de Hund: ao preencher orbitais iguais (por exemplo, os três orbitais
), coloca-se primeiro um elétron em cada orbital com spins paralelos antes de emparelhar elétrons.
- Princípio de Aufbau (preencher do menor nível de energia para o maior): normalmente a ordem começa
Passo 3
Defina quantos elétrons devemos distribuir:
- Como vimos, o nitrogênio neutro tem
elétrons. Então vamos colocar esses obedecendo à ordem de energia e às regras da etapa anterior.
Passo 4
Preenchendo passo a passo (seguir a ordem
,
,
):
-
Primeiro orbital
: cabe até elétrons. Colocamos .
Assim temos. Agora restam elétrons. -
Próximo
: também cabe até elétrons. Colocamos .
Assim temos. Agora restam elétrons. -
Próximo
: cabe até elétrons, mas nós temos apenas restantes. Pela regra de Hund, distribuímos esses elétrons colocando um em cada orbital antes de emparelhar. Isso resulta em .
Passo 5
Montando a configuração completa:
- Juntando os subníveis preenchidos na ordem correta obtemos a configuração eletrônica completa para o nitrogênio:
- Uma forma abreviada (usando gás nobre como referência) é usar o núcleo correspondente a hélio
que representa , então a configuração também pode ser escrita como Mas o enunciado pediu a configuração completa, então a forma explícita é a principal resposta.
Passo 6
Encontrando a notação da camada de valência:
- A camada de valência é a camada mais externa ocupada, ou seja, o maior
com elétrons. Para nitrogênio o maior ocupado é . - Portanto a notação da camada de valência é a ocupação dos subníveis com
, que é - Em termos de número de elétrons de valência: somando
, o nitrogênio possui elétrons de valência (útil para química, ligações, etc.).
Resposta
Configuração completa:
Camada de valência:
Camada de valência: