" H " só pode ter até 2 elétrons em seu último nível. " C ", " N ", " O " só podem ter até oito elétrons em seu último nível, mas o "
" pode ter mais do que oito elétrons em seu último nível (sofrendo o fenômeno de expansão da camada de valência). Justifique esta afirmativa.
Passo 1
O enunciado pergunta por que o átomo de hidrogênio só admite até dois elétrons em sua última camada, os átomos de carbono, nitrogênio e oxigênio só chegam a oito elétrons, enquanto o enxofre pode exceder esse octeto (expansão de camada de valência). O conteúdo envolvido é estrutura eletrônica atômica e capacidade máxima de elétrons nas camadas, baseado na mecânica quântica.
Passo 2
Na mecânica quântica, cada camada eletrônica de número quântico principal
comporta no máximo
elétrons. Isso decorre do número de orbitais disponíveis em cada subnível: para dado
, temos um orbital
, três orbitais
(se
), cinco orbitais
(se
), etc., cada orbital comportando até dois elétrons.
Passo 3
No caso de hidrogênio,
. Há apenas o orbital
, logo a capacidade máxima é
elétrons. Por isso o hidrogênio admite no máximo dois elétrons em sua única camada.
Passo 4
Para os elementos do segundo período, como carbono, nitrogênio e oxigênio,
. Estão disponíveis os subníveis
e
, totalizando
elétrons na camada de valência. Não há subníveis
em
, então esses átomos não conseguem exceder o octeto.
Passo 5
O enxofre está no terceiro período,
. Além dos subníveis
e
, existem orbitais
disponíveis (vazios no estado fundamental). Assim sua camada
pode comportar até
elétrons, permitindo que o enxofre expanda seu octeto usando elétrons adicionais nos orbitais
.
Resposta
A justificativa é que a capacidade máxima de elétrons de uma camada
é dada por
. Para
(H) dá 2 elétrons; para
(C, N, O) dá 8 elétrons; para
(S) dá até 18 elétrons, pois incluem os orbitais
, o que explica a expansão de sua camada de valência.