Através da mecânica quântica, um conjunto de leis matemáticas adaptadas à mecânica do movimento de objetos infimamente pequenos como o átomo, pode-se prever a localização provável de elétrons em átomos através de quantidades discretas e específicas de energia. “As energias dos elétrons são semelhantes ás energias dos livros, em um conjunto de livros empilhados. A energia potencial de um livro depende da distância em que ele se encontra acima do solo. (Quanto maior a altura, maior a sua capacidade em potencial de realizar trabalho na queda.) Desde que um conjunto empilhado atribui à apenas um livro certo nível de energia potencial, podemos então dizer que a energia potencial de um livro no conjunto empilhado é quantizada. A energia de um elétron em um átomo é semelhante à do livro, exceto que esta é a energia total (cinética mais potencial), a qual é quantizada”1.
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Orbitais
Correspondem a estados individuais que podem ser ocupados por elétrons em um átomo, ou seja, representa um nível de energia. Cada orbital acomoda um máximo de dois elétrons, e quando isso ocorre, diz-se que os elétrons são emparelhados. Um orbital é uma região do espaço de maior probabilidade de se encontrar um elétrons, cuja posição não pode ser determinada com exatidão.
Níveis ou Camadas
Consiste em um agrupamento de subcamadas. Representa a distância média do elétron referente ao núcleo do átomo, sendo reconhecidas um máximo de sete camadas para um mesmo átomo, comumente representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q, respectivamente de 1 à 7. Tais números ou letras mostram o afastamento deste elétron do núcleo atômico; quanto maior for o número ou a sequência maior será a distância desse elétron do núcleo atômico, e menor será sua energia de ionização.
Subníveis ou Subcamadas
Consiste em um agrupamento de orbitais. Para átomos em estado fundamental, apenas quatro tipos de subcamadas são ocupadas por elétrons, representadas por s, que contém apenas um orbital; p, com três orbitais; d, com cinco orbitais e f, com sete orbitais. Os elementos químicos cujo seu último elétron encontra-se nos subníveis s ou p são conhecidos como representativos, já em d ou f, como elementos de transição, e constituem o bloco intermediário da tabela periódica.
Representações de Elétrons em Átomos
Mostrar-se-á agora alguns dispositivos que permitem representar energias eletrônicas em átomos. Os orbitais, região do átomo de maior probabilidade de encontrar-se os elétrons, serão representados por pequenas linhas horizontais, ___. Um elétron é representado por uma meia seta orientada para cima ou para baixo. Assim, um átomo de hidrogênio, possuidor de um único elétron, é representado na Figura 1. Já o átomo de hélio, possuidor de dois elétrons emparelhados no mesmo orbital, é representado na Figura 2.
Referências:
1. RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.
FELTRE, Ricardo; Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo/SP – 1990.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/niveis-eletronicos-de-energia/