O diagrama de Pauling, também chamado de princípio de Aufbau, é o método utilizado pela química que consiste em organizar os elétrons na última camada de distribuição (eletrosfera) de acordo com os níveis de energia dos seus respectivos átomos.
Apesar desse modelo de distribuição ser atribuído a Linus Pauling, há evidências de que o método foi primeiramente pesquisado e desenvolvido pelo físico alemão Erwin Madelung.
Durante os experimentos, ficou comprovado que os elétrons se organizam no interior dos átomos em ordem crescente de energia.
Isso explica o fato de que todas as vezes que o elétron recebe energia ele migra para uma camada mais externa e, posteriormente, para sua camada de energia, emitindo luz por causa da energia absorvida no processo anterior.
Essa tese é baseada na proposição do pesquisador Niels Borh, no qual sugere que os elétrons giram em torno de um núcleo, similar à órbita planetária em torno do sol.
Um exemplo desse experimento é o mecanismo de funcionamento de uma lâmpada fluorescente. Ela possui uma substância em sua composição, formada por átomos, assim como toda e qualquer matéria.
Os elétrons também presentes na eletrosfera dos átomos, no momento em que recebem a energia elétrica ficam agitados, saltando para outras camadas e, ao retornarem à sua camada original, emitem luz, constatando o modelo de distribuição proposto pelo diagrama de Pauling.
Composição do átomo
A estrutura atômica é complexa e possui configurações pesquisadas ao longo de muitos anos para facilitar a compreensão da sua composição e estrutura. Ao longo de séculos, cientistas estudam modelos, teorias e o comportamento dessa partícula indivisível.
Por esse motivo é possível conhecer os elementos que compõem um átomo. Estão listados abaixo cada um dos componentes e o pesquisador responsável pela descoberta. Veja:
–> O átomo possui uma região central, chamada de núcleo, formado por prótons e nêutrons – tese desenvolvida por Rutherford e Chadwick, respectivamente.
–> Há também níveis de energia ou camadas eletrônicas, distribuídos em ordem crescente de energia – proposto por Bohr.
–> Além dos níveis, existem os subníveis de energia (sub-regiões dos níveis de energia) – experimento proposto por Sommerfeld.
–> Os átomos possuem orbitais, regiões com mais facilidade de concentração de elétrons – proposto por Erwin Schröndinger.
Diagrama de Pauling: distribuição eletrônica
As zonas em torno do núcleo de um átomo, chamadas de níveis, subníveis e orbitais, fazem parte da configuração do diagrama de Pauling.
Veja como cada um desses elementos se comporta na distribuição dos elétrons por níveis de energia.
Níveis
Um átomo qualquer apresenta um total de sete níveis, devidamente representados pelas letras K, L, M, N, O, P, Q. Cada um desses níveis possui uma quantidade específica de energia.
Subníveis
Dentro desses níveis de energia existem os subníveis. Cada nível apresenta, portanto, uma quantidade determinada de subníveis, indicados pelas seguintes letras: s, p, d, f.
K – 1 subnível (s)
L – 2 subníveis (s, p)
M – 3 subníveis (s, p, d)
N – 4 subníveis (s, p, d, f)
O- 4 subníveis (s, p, d, f)
P – 3 subníveis (s, p, d)
Q – 2 subníveis (s, p)
Orbitais
Assim como cada nível apresenta seus respectivos subníveis, estes últimos possuem orbitais. Cada subnível apresenta, entretanto, uma quantidade diferente de orbitais, como apresenta o esquema a seguir:
s = 1 orbital
p = 3 orbitais
d = 5 orbitais
f = 7 orbitais
Importante! Em cada orbital encontra-se, no máximo, dois elétrons. O número máximo de elétrons em um subnível é demonstrado abaixo:
s = 2 elétrons
p = 6 elétrons
d = 10 elétrons
f = 14 elétrons
Após reunir e esquematizar todo conhecimento sobre a distribuição eletrônica, o químico norte-americano Linus Pauling desenvolveu o mecanismo para ilustrar de que forma os elétrons de um átomo se movimentam em cada uma das camadas de energia.
A essa ferramenta deu-se o nome de diagrama de Pauling. Veja a demonstração desse esquema a seguir:
Importância do diagrama de Pauling
A partir do diagrama de Pauling é possível realizar diversas atividades relacionadas ao comportamento de um átomo.
- Promover a distribuição de todos os elétrons de um átomo;
- Analisar as regiões atômicas com maior ou menor concentração de energia.
Importante lembrar que os elétrons têm uma tendência de fazer sua distribuição ocupando áreas de menor energia; - Constatar o número de níveis de um átomo com base no número atômico (Z);
- Classificar o átomo a partir de seu número atômico (Z).
- Indicar, a partir da distribuição eletrônica, o número de ligações que o átomo deve realizar para atingir oito elétrons na camada de valência, até alcançar a estabilidade.