Como os elétrons são distribuídos na concha de um átomo?

Os elétrons são minúsculas partículas subatômicas com carga negativa que orbitam em camadas ao redor do núcleo de um átomo. Cada camada pode ser considerada um nível de energia e cada nível de energia deve estar cheio de elétrons antes que um elétron se mova para uma camada de energia mais alta. A quantidade de elétrons mantidos em cada camada varia, e as órbitas e a disposição dos elétrons não são como os modelos perfeitamente circulares comumente vistos.

Cada camada de elétron contém uma quantidade diferente de elétrons para preencher a camada completamente. A primeira camada de elétrons pode conter dois elétrons. Os elementos hidrogênio, com um elétron, e hélio, com dois elétrons, são os únicos elementos que possuem apenas uma camada de elétrons. A segunda camada pode conter oito elétrons. A terceira camada contém 18 elétrons e a quarta contém 32.

As camadas de elétrons são divididas em sub-camadas. Essas sub-camadas são consideradas níveis de energia dentro dos níveis de energia da camada de elétrons. Essas sub-camadas são representadas pelas letras s, p, d, f. Eles contêm um número específico de elétrons. Por exemplo, a sub-camada s contém dois elétrons e a sub-camada p contém seis. Cada sub-camada é capaz de conter quatro elétrons a mais do que a sub-camada anterior.

Sub-camadas estão presentes em cada uma das camadas de elétrons. Por exemplo, o elemento boro tem cinco elétrons. Os primeiros dois elétrons cabem na primeira camada da primeira e única sub-camada s. A segunda camada de elétrons tem três elétrons. Os dois primeiros estão localizados na sub-camada s, com um elétron na sub-camada p. Uma notação de subcamada comum para o boro é 1s2 2s2 2p1. Esta notação indica qual camada de elétron primeiro por um número, a sub camada pela letra e quantos elétrons estão presentes na sub camada com um número.

Embora seja comum ver modelos de elétrons usando formas circulares para exibir elétrons e camadas de elétrons, a forma de uma órbita é, na verdade, muito diferente. A sub-camada s tem forma de esfera. Cada orbital p tem a forma de um haltere. A forma de haltere do orbital p pode conter apenas dois elétrons. Uma vez que um orbital p pode conter seis elétrons no total, para que um orbital p esteja cheio, deve haver três formas de halteres interligadas no centro.

Os elétrons presentes nas camadas e sub-camadas de elétrons não envolvem as camadas em uma órbita predefinida. Os elétrons se movem em uma nuvem. Por exemplo, o subnível s tem no máximo dois elétrons em forma esférica. Os dois elétrons não giram em torno da borda da esfera; eles podem estar presentes em qualquer lugar dentro da forma esférica a qualquer momento. Na verdade, de acordo com a física quântica, os elétrons podem sair da esfera. A forma esférica da sub-camada s é apenas o ponto mais provável para localizar os elétrons em um determinado momento. Isso cria uma nuvem de probabilidade na qual o elétron pode estar localizado a qualquer momento. Isso é verdadeiro para todas as camadas e sub-camadas de elétrons.