A distribuição eletrônica dos elementos de transição, ou elementos das chamadas famílias B da tabela periódica, apresenta como principal característica o fato de seus integrantes possuírem os subníveis d ou f como mais energéticos.
Diagrama de energia ou diagrama de Linus Pauling
Os elementos representativos apresentam os subníveis s e p como sendo os mais energéticos de suas distribuições eletrônicas.
Vale lembrar que os elementos de transição são divididos em dois grupos, os de transição interna e os de transição externa. Essa divisão está ligada diretamente com o subnível mais energético apresentado na distribuição desses elementos, como veremos a seguir.
Distribuição eletrônica dos elementos de transição externa
Os elementos de transição externa são todos aqueles que ocupam o 4º, 5º, 6º, e 7º períodos das famílias B (de I a VIIIB), localizados no corpo principal da tabela periódica, como podemos observar na imagem abaixo:
Posicionamento dos elementos de transição externa na tabela periódica
Independentemente do elemento, a distribuição de um elemento de transição externa sempre termina no subnível d, conforme cada um dos exemplos a seguir.
Vale ressaltar que a única diferença existente na distribuição eletrônica dos elementos de transição externa está no nível em que o subnível d se encontra, já que no diagrama de Linus Pauling existem as opções 3d, 4d, 5d e 6d.
1º Exemplo: Distribuição do cobre
O cobre apresenta número atômico 29, o que corresponde a 29 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do cobre
Podemos notar que a distribuição eletrônica do cobre finda em 3d9, o que o caracteriza como um elemento de transição externa.
2º Exemplo: Distribuição do tungstênio
O tungstênio apresenta número atômico 74, o que corresponde a 74 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do tungstênio
Podemos notar que a distribuição eletrônica do tungstênio finda em 5d4, o que o caracteriza como um elemento de transição externa.
3º Exemplo: Distribuição do rutênio
O rutênio apresenta número atômico 44, o que corresponde a 44 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do rutênio
Podemos notar que a distribuição eletrônica do rutênio finda em 4d6, o que o caracteriza como um elemento de transição externa.
Distribuição eletrônica dos elementos de transição interna
Posicionamento dos elementos de transição interna na tabela periódica
Os elementos de transição interna são todos aqueles localizados nas séries dos lantanídeos e actinídeos, pertencentes, respectivamente, ao 6º e 7º períodos da família IIIB. Cada série apresenta 14 elementos químicos.
A distribuição eletrônica dos elementos de transição interna sempre termina no subnível f, independentemente de qual elemento, com uma ressalva: os lantanídeos terminam em 4f e os actinídeos terminam em 5f, conforme podemos ver nos exemplos a seguir.
-
Distribuição eletrônica dos lantanídeos
1º Exemplo: Distribuição do cério
O elemento cério apresenta número atômico 58, o que corresponde a 58 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do cério
Podemos notar que a distribuição eletrônica do cério finda em 4f2, o que o caracteriza como um lantanídeo.
2º Exemplo: Distribuição do térbio
O cúrio apresenta número atômico 65, o que corresponde a 65 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do térbio
Podemos notar que a distribuição eletrônica do térbio finda em 4f9, o que o caracteriza como um lantanídeo.
-
Distribuição eletrônica dos actinídeos
1º Exemplo: Distribuição do urânio
O urânio apresenta número atômico 92, o que corresponde a 92 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do urânio
Podemos notar que a distribuição eletrônica do térbio finda em 5f4, o que o caracteriza como um actinídeo.
2º Exemplo: Distribuição do férmio
O elemento férmio apresenta número atômico 100, o que corresponde a 100 elétrons, resultando na seguinte distribuição:
Distribuição eletrônica do férmio
Podemos notar que a distribuição eletrônica do férmio finda em 5f12, o que o caracteriza como um actinídeo.
Se analisarmos a distribuição eletrônica de determinado átomo no diagrama de energia (ou diagrama de Pauling) é possível ‘prever’ duas questões referentes à localização do elemento desse átomo na Tabela Periódica: o período e a família.
Consideremos primeiramente o período:
Por exemplo, considere o caso de quatro elementos de diferentes períodos:
· Be (Z = 4): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do berílio é: 1s2 / 2s2.
Veja que foram preenchidos 2 níveis, portanto, o berílio é do 2º período.
· Na (Z = 11): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do sódio é: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s1.
Nesse caso, foram preenchidos 3 níveis, portanto, o sódio é do 3º período.
· As (Z = 33): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do arsênio é: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p3.
Foram preenchidos 4 níveis, então o arsênio é do 4º período.
· I (Z = 53): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do iodo é: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 / 5s2 5p5.
Foram preenchidos 5 níveis, então o iodo é do 5º período.
Agora consideremos como podemos descobrir a família do elemento:
Veja como isso ocorre em cada um dos grupos de elementos mencionados acima:
· Elementos Representativos:
Esses elementos são aqueles que pertencem às famílias: 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18. Eles também são chamados de elementos típicos ou característicos e em tabelas ainda não atualizadas eles correspondem aos elementos que estão nas colunas A (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII A).
Sempre que o elétron mais energético estiver em um subnível s ou p, ele será um elemento representativo. Além disso, a soma dos elétrons que foram preenchidos no nível mais externo, nos mostra qual é sua respectiva família.
Veja como isso ocorre:
· Família 1: Todos possuem 1 elétron no último nível de energia.
Exemplos:
1H: 1s1 → Apesar de não ser um metal alcalino, o hidrogênio aparece na tabela na família 1, porque ele possui 1 elétron na sua última e única camada.
3Li: 1s2 / 2s1
11Na: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s1
19K: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 / 4s1
37Rb: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 / 5s1
55Cs: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 / 5s2 5p6 / 6s1
87Fr: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 4f14 / 5s2 5p6 5d10 / 6s2 6p6 / 7s1
Dessa forma, podemos concluir que a configuração eletrônica dos elementos desse grupo termina com ns1 (n = 1 a 7).
Isso nos ajuda a ver que há então uma generalização para os outros grupos ou famílias:
· Família 2: Todos possuem 2 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em ns2.
· Família 13: Todos possuem 3 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em ns2 np1.
· Família 14: Todos possuem 4 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em ns2 np2.
· Família 15: Todos possuem 5 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em ns2 np3.
· Família 16: Todos possuem 6 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em ns2 np4.
· Família 17: Todos possuem 7 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em ns2 np5.
- Elementos de transição externa:
Os elementos de transição são os que ficam nas famílias de 3 a 12, sendo que os de transição externa são os que ficam expostos (externos). Nas tabelas antigas os elementos de transição ocupam as colunas B.
Eles possuem o elétron mais energético em um subnível d incompleto. A sua configuração eletrônica termina em ns2 (n-1)d (1 até 8).
Veja dois exemplos, cujas configurações estão agora na ordem de energia:
28Ni: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8
39Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1
- Elementos de transição interna:
São aqueles elementos que ocupam o grupo 3 da Tabela Periódica, mas que ficam internos e, para vê-los, puxamos uma linha repetindo os períodos 6 e 7 abaixo da tabela. O período 6 é denominado de série dos lantanídios, e o 7 é a série dos actinídios.
Os elementos de transição interna possuem o elétron mais energético do átomo no estado fundamental em um subnível f incompleto. A sua configuração eletrônica termina em ns2 (n - 2)f (1 até 13).
Exemplo com configuração eletrônica em ordem de energia:
57La: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química