Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

O que é a distribuição eletrônica?

A distribuição eletrônica é a maneira em que os elétrons estão distribuídos em um determinado átomo.

A organização dos elétrons em níveis e subníveis de energia ocorreu após o modelo atômico de Rutherford-Bohr. Nesse modelo, o átomo apresenta nêutrons e prótons no núcleo enquanto os elétrons estão numa nuvem chamada de eletrosfera que apresenta diferentes camadas eletrônicas com valores distintos de energia. 

Camadas eletrônicas

Atualmente, existem 7 camadas eletrônicas denominadas de K, L,M, N, O, P, Q que constituem os níveis 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 de energia, respectivamente. Cada camada pode conter um número máximo específico de elétrons e conforme se afaste do núcleo do átomo, maior a energia dos elétrons presentes nela. 

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?
As camadas eletrônicas e seus níveis de energia

Nível de energia Camada Eletrônica Número Máximo de Elétrons
1 K 2
2 L 8
3 M 18
4 N 32
5 O 32
6 P 18
7 Q 8
Determinação do número de elétrons em cada nível de energia e camada eletrônica

Subníveis de energia

Além disso, em cada camada ou nível de energia, os elétrons estão dispostos em subcamadas ou subníveis de energia. São identificados pelas letras: s, p, d, f e apresentam ordem crescente de energia, respectivamente. Assim como as camadas eletrônicas, cada subnível pode conter um número máximo de elétrons. 

Subnível  Número máximo de elétrons 
s 2
p 6
d 10
f 14
Determinação do número de elétrons em cada subnível de energia

Com base nessas informações, sabe-se que cada camada é formada por diferentes subníveis de acordo com o seu número máximo de elétrons. A camada M, por exemplo, pode receber apenas 2 elétrons e por isso, só é formada pelo subnível s. Já a camada L, que pode receber 8 elétrons, é formada pelos subníveis s e p e assim por diante. 

Por meio da distribuição eletrônica pode-se determinar: o número de elétrons no subnível mais energético e o número de elétrons na camada mais externa. O subnível mais energético é o último subnível a ser preenchido, enquanto a camada mais externa representa a camada de valência do átomo, uma vez que se localiza mais distante do núcleo. 

Como fazer distribuição eletrônica?

Para facilitar, o químico norte americano Linus Carl Pauling (1901-1994) elaborou uma representação que permitiu a visualização da distribuição eletrônica e dos níveis crescentes de energia. Esse diagrama é conhecido como diagrama das diagonais ou diagrama de Pauling e as setas em sentido diagonal mostram a ordem em que ocorre o preenchimento em forma crescente de energia dos subníveis e camadas eletrônicas.

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

Para realizar a distribuição eletrônica dos elétrons dos átomos segue-se o diagrama de Pauling de acordo com a orientação das setas presentes nas diagonais. Cada subnível é preenchido com o número máximo de elétrons permitido nas camadas eletrônicas até se atingir o número de elétrons do átomo em questão. 

Exercícios de distribuição eletrônica 

Para compreender e visualizar melhor como realizar a distribuição dos elétrons, veja alguns exemplos. Como estamos analisando átomos em seu estado fundamental, o número de elétrons é igual ao número atômico dos elementos. 

1. Carbono

Como o número atômico do carbono é 6, sua distribuição se dá:

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

Logo, a distribuição eletrônica do carbono é: 1s2 2s2 2p2. 

2. Oxigênio

O oxigênio possui número atômico igual a 8. Sendo assim:

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

Por fim, a distribuição eletrônica do oxigênio é: 1s2 2s2 2p4.

3. Cloro  

Para o cloro (Z=17):

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

Logo, a configuração eletrônica do cloro é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.

4. Cálcio 

O número atômico do cálcio é 20, logo:

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

Assim, temos que a distribuição do cálcio é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2.

5. Ferro

O ferro apresenta número atômico igual a 26. Atentando-se ao número máximo de elétrons permitido em cada subnível e camada de energia, tem-se: 

Como o número atômico do cálcio e 20 seus átomos apresentam quantos elétrons?

Desse modo, a distribuição eletrônica do ferro é: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6.

Qual é o número de elétrons da camada de valência do átomo de cálcio z

Alternativa correta: b) 2. Portanto, o número de elétrons da camada de valência do átomo de cálcio (Z = 20), no estado fundamental, é 20.

Qual o número atômico de um átomo de cálcio que possui 20 Protons 20 elétrons é 20 nêutrons?

O número atômico equivale ao número de prótons no núcleo do átomo. Logo, ao saber a quantidade de prótons em um átomo, determina-se o valor de Z. Por exemplo, o elemento cálcio possui em seu núcleo 20 prótons e 20 nêutrons. Logo, seu número atômico é igual a 20.

Qual a distribuição eletrônica em camadas do átomo de cálcio com número atômico 20?

Distribuição de todos os elementos da Tabela Periódica.

Como fica a distribuição eletrônica de um átomo com 20?

Podemos observar que a distribuição eletrônica terminou no subnível 4s, o que o torna o subnível mais energético do átomo com 20 elétrons. Além disso, notamos que, como a distribuição passou por quatro níveis de energia, esse átomo apresenta quatro níveis.