Distribuição Eletrônica (Diagrama de Linus Pauling)

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exceções distribuição eletrônica cromo cobre

Exceções à distribuição eletrônica: cromo, cobre, prata, ouro e as outras 16

O diagrama de Pauling prevê o cromo como [Ar] 4s2 3d4, mas o átomo de cromo medido é [Ar] 3d5 4s1. Há 20 elementos assim até o hássio, e esta página lista todos, com a configuração que a NIST publica e o que a regra daria.

A lista completa e o que as unifica

No quarto período há duas exceções: Cr [Ar] 3d5 4s1 e Cu [Ar] 3d10 4s1. No quinto, seis: Nb [Kr] 4d4 5s1, Mo [Kr] 4d5 5s1, Ru [Kr] 4d7 5s1, Rh [Kr] 4d8 5s1, Pd [Kr] 4d10 (sem nenhum elétron no 5s) e Ag [Kr] 4d10 5s1. No sexto, cinco: La [Xe] 5d1 6s2, Ce [Xe] 4f1 5d1 6s2, Gd [Xe] 4f7 5d1 6s2, Pt [Xe] 4f14 5d9 6s1 e Au [Xe] 4f14 5d10 6s1. No sétimo, sete: Ac [Rn] 6d1 7s2, Th [Rn] 6d2 7s2, Pa [Rn] 5f2 6d1 7s2, U [Rn] 5f3 6d1 7s2, Np [Rn] 5f4 6d1 7s2, Cm [Rn] 5f7 6d1 7s2 e Lr [Rn] 5f14 7s2 7p1.
O que une os casos mais conhecidos é a estabilidade do subnível d semicheio (5 elétrons) ou cheio (10): o cromo transfere um elétron do 4s para o 3d para chegar a 3d5, e o cobre chega a 3d10 do mesmo jeito. É uma explicação de livro, não uma lei: os subníveis 4s e 3d têm energias muito próximas, e o balanço entre a repulsão eletrônica e a troca de elétrons de mesmo spin decide cada caso. Por isso a regra não prevê as exceções, que só se conhecem medindo. O manganês (3d5 4s2) e o zinco (3d10 4s2), vizinhos do cromo e do cobre, seguem o diagrama normalmente, e o tungstênio, abaixo do molibdênio, também.
Em provas do ensino médio, o esperado costuma ser o cromo e o cobre, e em alguns materiais também a prata e o ouro, o que se resolve pelo mesmo raciocínio do d5 e do d10. Do 109 ao 118 não há exceção prevista, mas esses elementos nunca foram medidos, e a ferramenta os marca como configuração prevista. Para o laurêncio (Z = 103) a NIST lista 7s2 7p1, enquanto muitos livros escrevem 6d1; a ferramenta mostra a da NIST e indica a divergência. As configurações de íons partem da do átomo neutro real: o Cr3+ é [Ar] 3d3 e o Cu2+ é [Ar] 3d9.

Configuração real contra a prevista

Cromo, Z = 24

Entrada: Cr
Saída esperada: [Ar] 3d5 4s1

O diagrama daria [Ar] 4s2 3d4; um elétron passa do 4s para o 3d.

Cobre, Z = 29

Entrada: Cu
Saída esperada: [Ar] 3d10 4s1

O diagrama daria [Ar] 4s2 3d9; o 3d fica cheio.

Molibdênio, Z = 42

Entrada: Mo
Saída esperada: [Kr] 4d5 5s1

Mesmo padrão do cromo, uma linha abaixo.

Paládio, Z = 46

Entrada: Pd
Saída esperada: [Kr] 4d10

Os dois elétrons do 5s passam para o 4d.

Prata, Z = 47

Entrada: Ag
Saída esperada: [Kr] 4d10 5s1

Análogo ao cobre.

Ouro, Z = 79

Entrada: Au
Saída esperada: [Xe] 4f14 5d10 6s1

Análogo ao cobre e à prata, com o 4f cheio.

FAQ da ferramenta completa

Como fazer a distribuição eletrônica de um elemento?

Pegue o número atômico (que é o número de elétrons do átomo neutro) e distribua pelos subníveis na ordem do diagrama de Pauling, enchendo cada um até o máximo (s 2, p 6, d 10, f 14). Para o cloro (Z = 17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, ou [Ne] 3s2 3p5, com 2, 8 e 7 elétrons nas camadas K, L e M.

Qual é a ordem do diagrama de Linus Pauling?

Quais são as exceções à distribuição eletrônica?

Como fazer a distribuição eletrônica de um íon?

O que são camada de valência e subnível mais energético?

Como achar os números quânticos do último elétron?

O que é a regra de Hund e o que é paramagnetismo?

O que significa [Ar] 4s2 3d6?

Como saber quantos elétrons tem cada camada?

De onde vêm os dados e eles valem para o 109 ao 118?

Perguntas frequentes

Quantas exceções existem?

20 entre o hidrogênio e o hássio, os elementos cujo estado fundamental a NIST mediu: Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, La, Ce, Gd, Pt, Au, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm e Lr.

A prova pede o cromo como 4s2 3d4 ou 4s1 3d5?

A resposta correta é 4s1 3d5 (ou 3d5 4s1), a configuração real. Se o enunciado diz explicitamente para seguir o diagrama, 4s2 3d4. Na dúvida, cite a exceção e escreva as duas.

Como fica a configuração dos íons de elementos excepcionais?

Parte-se da configuração real do átomo: Cr3+ remove o 4s1 e dois elétrons do 3d5 e fica [Ar] 3d3; Cu+ remove o 4s1 e fica [Ar] 3d10; Ag+ fica [Kr] 4d10.

Próximos passos

A lista completa e o que as unifica

No quarto período há duas exceções: Cr [Ar] 3d5 4s1 e Cu [Ar] 3d10 4s1. No quinto, seis: Nb [Kr] 4d4 5s1, Mo [Kr] 4d5 5s1, Ru [Kr] 4d7 5s1, Rh [Kr] 4d8 5s1, Pd [Kr] 4d10 (sem nenhum elétron no 5s) e Ag [Kr] 4d10 5s1. No sexto, cinco: La [Xe] 5d1 6s2, Ce [Xe] 4f1 5d1 6s2, Gd [Xe] 4f7 5d1 6s2, Pt [Xe] 4f14 5d9 6s1 e Au [Xe] 4f14 5d10 6s1. No sétimo, sete: Ac [Rn] 6d1 7s2, Th [Rn] 6d2 7s2, Pa [Rn] 5f2 6d1 7s2, U [Rn] 5f3 6d1 7s2, Np [Rn] 5f4 6d1 7s2, Cm [Rn] 5f7 6d1 7s2 e Lr [Rn] 5f14 7s2 7p1.

O que une os casos mais conhecidos é a estabilidade do subnível d semicheio (5 elétrons) ou cheio (10): o cromo transfere um elétron do 4s para o 3d para chegar a 3d5, e o cobre chega a 3d10 do mesmo jeito. É uma explicação de livro, não uma lei: os subníveis 4s e 3d têm energias muito próximas, e o balanço entre a repulsão eletrônica e a troca de elétrons de mesmo spin decide cada caso. Por isso a regra não prevê as exceções, que só se conhecem medindo. O manganês (3d5 4s2) e o zinco (3d10 4s2), vizinhos do cromo e do cobre, seguem o diagrama normalmente, e o tungstênio, abaixo do molibdênio, também.

Em provas do ensino médio, o esperado costuma ser o cromo e o cobre, e em alguns materiais também a prata e o ouro, o que se resolve pelo mesmo raciocínio do d5 e do d10. Do 109 ao 118 não há exceção prevista, mas esses elementos nunca foram medidos, e a ferramenta os marca como configuração prevista. Para o laurêncio (Z = 103) a NIST lista 7s2 7p1, enquanto muitos livros escrevem 6d1; a ferramenta mostra a da NIST e indica a divergência. As configurações de íons partem da do átomo neutro real: o Cr3+ é [Ar] 3d3 e o Cu2+ é [Ar] 3d9.

Configuração real contra a prevista

Cromo, Z = 24

Entrada: Cr
Saída esperada: [Ar] 3d5 4s1

O diagrama daria [Ar] 4s2 3d4; um elétron passa do 4s para o 3d.

Cobre, Z = 29

Entrada: Cu
Saída esperada: [Ar] 3d10 4s1

O diagrama daria [Ar] 4s2 3d9; o 3d fica cheio.

Molibdênio, Z = 42

Entrada: Mo
Saída esperada: [Kr] 4d5 5s1

Mesmo padrão do cromo, uma linha abaixo.

Paládio, Z = 46

Entrada: Pd
Saída esperada: [Kr] 4d10

Os dois elétrons do 5s passam para o 4d.

Prata, Z = 47

Entrada: Ag
Saída esperada: [Kr] 4d10 5s1

Análogo ao cobre.

Ouro, Z = 79

Entrada: Au
Saída esperada: [Xe] 4f14 5d10 6s1

Análogo ao cobre e à prata, com o 4f cheio.

FAQ da ferramenta completa

Como fazer a distribuição eletrônica de um elemento?

Qual é a ordem do diagrama de Linus Pauling?

Quais são as exceções à distribuição eletrônica?

Como fazer a distribuição eletrônica de um íon?

O que são camada de valência e subnível mais energético?

Como achar os números quânticos do último elétron?

O que é a regra de Hund e o que é paramagnetismo?

O que significa [Ar] 4s2 3d6?

Como saber quantos elétrons tem cada camada?

De onde vêm os dados e eles valem para o 109 ao 118?

Perguntas frequentes

Quantas exceções existem?

20 entre o hidrogênio e o hássio, os elementos cujo estado fundamental a NIST mediu: Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, La, Ce, Gd, Pt, Au, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm e Lr.

A prova pede o cromo como 4s2 3d4 ou 4s1 3d5?

A resposta correta é 4s1 3d5 (ou 3d5 4s1), a configuração real. Se o enunciado diz explicitamente para seguir o diagrama, 4s2 3d4. Na dúvida, cite a exceção e escreva as duas.

Como fica a configuração dos íons de elementos excepcionais?

Parte-se da configuração real do átomo: Cr3+ remove o 4s1 e dois elétrons do 3d5 e fica [Ar] 3d3; Cu+ remove o 4s1 e fica [Ar] 3d10; Ag+ fica [Kr] 4d10.