Calculadora de Configuração Eletrônica | Todos os Elementos 1-118

O que é uma calculadora de configuração eletrônica?

Uma calculadora de configuração eletrônica determina como os elétrons de um átomo se distribuem entre seus orbitais. Um orbital é uma região ao redor do núcleo onde há maior probabilidade de encontrar um elétron. Digite um número atômico de 1 a 118 e escolha uma notação. A calculadora retorna a configuração eletrônica na notação completa ou na notação de gás nobre (abreviada), junto com o nome do elemento, seu símbolo e um diagrama de como os orbitais são preenchidos.

O que é configuração eletrônica?

A configuração eletrônica é um código curto que mostra quantos elétrons ocupam cada subnível de um átomo. Ela é escrita como uma série de rótulos, como 1s, 2s e 2p, cada um seguido de um pequeno número sobrescrito. O rótulo indica o nível de energia e a forma do subnível. O sobrescrito indica a quantidade de elétrons nele. Por exemplo, a configuração do carbono é 1s² 2s² 2p², o que significa dois elétrons no subnível 1s, dois em 2s e dois em 2p.

Três regras determinam como os elétrons preenchem esses subníveis:

• Princípio de Aufbau: os elétrons ocupam primeiro os subníveis de menor energia, antes de passar para os de maior energia.
• Princípio da exclusão de Pauli: cada orbital comporta no máximo dois elétrons, e os dois devem ter spins em sentidos opostos.
• Regra de Hund: quando vários orbitais de um subnível têm a mesma energia, como os três orbitais p, os elétrons ocupam cada um deles individualmente antes que qualquer orbital receba um segundo elétron.

A ordem de preenchimento dos subníveis, da menor para a maior energia, é:

11s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p
2

Observe que 4s é preenchido antes de 3d, embora o número “3” seja menor que “4”. Essa é uma das partes menos intuitivas do padrão e explica por que a ordem acima, e não os números brutos das camadas, determina a sequência.

Fórmula da configuração eletrônica: como calcular

Para montar uma configuração manualmente, percorra a ordem de preenchimento acima e coloque os elétrons em cada subnível até que eles acabem. Cada tipo de subnível comporta uma quantidade máxima fixa de elétrons:

Etapas:

1. Encontre o número atômico do elemento. Ele é igual ao número de elétrons em um átomo neutro.
2. Percorra a ordem de preenchimento (1s, 2s, 2p, 3s, ...) e preencha cada subnível até seu limite antes de passar ao próximo.
3. Pare quando todos os elétrons tiverem sido distribuídos. O último subnível pode ficar apenas parcialmente preenchido.

Exemplo resolvido: sódio (Na, número atômico 11)

O sódio tem 11 elétrons. Preenchendo na ordem: 1s comporta 2, 2s comporta 2, 2p comporta 6 (total acumulado: 10), restando 1 elétron para 3s.

Notação completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Notação de gás nobre

A notação de gás nobre abrevia a configuração substituindo as camadas internas completas pelo símbolo do gás nobre mais próximo e mais leve, entre colchetes. Os seis gases nobres usados como referências são hélio (2), neônio (10), argônio (18), criptônio (36), xenônio (54) e radônio (86).

Os dez primeiros elétrons do sódio, 1s² 2s² 2p⁶, correspondem exatamente à configuração completa do neônio. Portanto, o sódio pode ser escrito como:

[Ne] 3s¹

Essa forma abreviada é comum para átomos maiores, cuja notação completa teria uma dúzia ou mais de termos.

Mais exemplos resolvidos

Exceções ao princípio de Aufbau

Alguns elementos não seguem exatamente a ordem de preenchimento. Um subnível exatamente semipreenchido ou completamente preenchido é ligeiramente mais estável do que a configuração prevista pelo princípio de Aufbau. Na maioria dos casos, um elétron sai do subnível s externo e passa para o subnível d abaixo dele. Em alguns elementos, como lantânio e actínio, um elétron vai para o subnível d em vez de iniciar o subnível f.

A calculadora armazena a configuração medida do estado fundamental para 20 desses elementos e a usa no lugar da previsão de Aufbau. Eles são cromo (24), cobre (29), nióbio (41), molibdênio (42), rutênio (44), ródio (45), paládio (46), prata (47), lantânio (57), cério (58), gadolínio (64), platina (78), ouro (79), actínio (89), tório (90), protactínio (91), urânio (92), netúnio (93), cúrio (96) e lawrêncio (103). Todos os outros elementos de 1 a 118 seguem a ordem de preenchimento básica.

Como usar a calculadora de configuração eletrônica

1. Digite um número atômico entre 1 e 118.
2. Escolha a notação de gás nobre ou a notação completa.
3. Consulte o nome do elemento, o símbolo, a configuração eletrônica e o diagrama de preenchimento dos orbitais.
4. Copie o resultado usando o botão de cópia.

Por que a configuração eletrônica é importante

A configuração eletrônica de um átomo, especialmente a disposição de seus elétrons mais externos (elétrons de valência), determina em grande parte como ele se liga a outros átomos. Os elementos da mesma coluna da tabela periódica têm configurações de valência semelhantes, razão pela qual apresentam comportamentos químicos parecidos. Químicos usam a configuração eletrônica para prever estados de oxidação, tipos de ligação e reatividade. Físicos usam esse conhecimento para explicar os espectros atômicos, ou seja, as cores específicas de luz que um elemento absorve ou emite. A configuração eletrônica também fundamenta a notação dos números quânticos, na qual quatro números (n, l, mₗ, mₛ) descrevem o nível de energia, a forma do subnível, a orientação do orbital e o spin de um elétron.

Perguntas frequentes

O que é configuração eletrônica?
A configuração eletrônica é a distribuição dos elétrons entre os subníveis de um átomo, escrita como uma sequência do tipo 1s² 2s² 2p⁶. Ela segue o princípio de Aufbau, o princípio da exclusão de Pauli e a regra de Hund.

Como se escreve uma configuração eletrônica?
Liste cada subnível ocupado na ordem de preenchimento, com um sobrescrito indicando sua quantidade de elétrons. O carbono (número atômico 6) é escrito como 1s² 2s² 2p².

O que é notação de gás nobre?
É uma forma abreviada que substitui os elétrons correspondentes à configuração completa de um gás nobre pelo símbolo desse gás entre colchetes, seguido dos elétrons restantes. O sódio é [Ne] 3s¹, em vez de 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.

Por que o cromo e o cobre não seguem o padrão normal de preenchimento?
Um subnível d semipreenchido ou completamente preenchido é mais estável do que a configuração prevista pela ordem de Aufbau, por isso um elétron de 4s passa para o subnível 3d. O cromo termina como [Ar] 4s¹ 3d⁵ e o cobre como [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. O paládio vai além e esvazia completamente seu subnível 5s, resultando em [Kr] 4d¹⁰.

Quantos elétrons um subnível pode comportar?
Um subnível s comporta até 2 elétrons, p até 6, d até 10 e f até 14.

Qual é a relação entre os elétrons de valência e a tabela periódica?
Os elétrons de valência são os que estão na camada mais externa. Para os elementos do grupo principal, o número de elétrons de valência geralmente corresponde ao número do grupo do elemento, razão pela qual elementos do mesmo grupo reagem de maneiras semelhantes.