Configuração eletrônica para o segundo período

RKA6GM - Vamos continuar nossa configuração eletrônica agora para o segundo período. E neste segundo período aqui, nós temos todos estes átomos para nos preocupar aqui. E o primeiro átomo que nós temos é o lítio (Li). E no caso do lítio, como nós podemos observar aqui, ele tem 3 elétrons, certo? Os 2 primeiros elétrons, a conversa é a mesma que fizemos anteriormente para o átomo de hélio (He), ou seja, os 2 primeiros elétrons aqui vão ocupar o primeiro nível de energia. Ou seja, neste caso, quando "n" for igual a 1, e para o "n" = 1, nós só vamos ter uma possibilidade para o "l", que é o zero, e o "l" sendo zero, nós vamos ter aquele orbital "s", e no orbital "s" nós temos apenas uma possibilidade de orientação. E a gente pode, inclusive, representar esta configuração eletrônica destes 2 primeiros elétrons igual nós fizemos anteriormente aqui com o átomo de hélio, ou seja, nós vamos ter aqui 1s, que significa o primeiro nível de energia com o orbital "s", e aí teremos 2 elétrons, 1 com o spin positivo, e o outro com o spin negativo. Então também podemos utilizar outra notação para representar esta configuração eletrônica, dizendo, por exemplo, que o lítio tem uma configuração 1s², ou seja, que estes 2 elétrons estão no orbital "s", no primeiro nível de energia. Só que, como o lítio tem 3 elétrons, ainda falta 1 elétron aqui, nessa configuração eletrônica, certo? E aí, como este primeiro nível de energia já está cheio, a gente tem que ir com este elétron para a segunda camada, ou seja, quando o "n" for igual a 2. No caso do "n" ser igual a 2, nós temos 2 possibilidades para o "l", o "l" sendo igual a zero e o "l" sendo igual a 1. Neste caso aqui, quando o "n" for igual a 2, e o "l" sendo igual a zero, nós continuamos tendo aqui um orbital "s" com apenas uma possibilidade aqui de orientação. Agora, quando o "n" for igual a 2, mas o "l" sendo igual a 1, nós temos 3 possibilidades de orientação, ou seja, o nosso mₗ vai ser igual a -1, 0 e 1. Isso nos diz que nós temos 3 possibilidades de orientação para esse "l" = 1. E aí, neste caso, nós temos o nosso orbital "p" com 3 possibilidades de orientação. Como vimos nos vídeos anteriores, este primeiro nível de energia aqui, este orbital "s", que seria uma esfera, está mais próximo do núcleo. Agora, já no segundo nível de energia, quando a gente tem aqui, neste caso, este orbital "s", ele vai estar bem maior aqui porque os elétrons estão mais distantes do núcleo, já que se encontram no segundo nível de energia. E o nosso orbital "p" aqui, apesar de estar no segundo nível de energia, tem 3 possibilidades de orientação, porque ele tem um formato diferente deste orbital "s" aqui. Então, para que a gente possa realizar uma representação pouco mais ideal, este primeiro orbital aqui, este "s", no primeiro nível de energia, a gente deixa aqui embaixo, certo? Agora, o nosso outro orbital "s" aqui, que se encontra no segundo nível de energia, como ele está mais distante do núcleo, a gente vai colocar ele aqui um pouco acima, tá? Então aqui está o nosso orbital 2s, ou seja, o orbital "s" no segundo nível de energia. Agora, como o nosso orbital "p" aqui, apesar de estar no segundo nível de energia, ele tem um pouquinho mais de energia, então a gente vai colocá-lo um pouco acima aqui, neste caso. E aí, como ele tem 3 possibilidades de orientação, a gente deixa esses 3 espaços aqui. E este seria o nosso orbital "2p", sendo que um deles aqui seria "2px", o outro "2py" e o outro "2pz". Na verdade, essa ordem não importa muito. O importante é que você saiba que tem 3 possibilidades de orientação aqui, certo? E agora que já fizemos essa representação aqui, nós podemos começar a pensar neste outro elétron aqui do lítio. Então, a forma que estamos utilizando para realizar a configuração eletrônica do lítio é através de um processo de construção, certo? E como aqui já temos 2 elétrons deste primeiro nível de energia, nesse orbital "s", nós temos que ir para o próximo nível de energia. E, uma forma da gente compreender isso daqui, os níveis de energia podem ser representados dessa forma, ou seja, quanto mais acima aqui, maior vai ser o nível de energia. Então este terceiro elétron tem que ir para o próximo nível de energia, e seria aqui, neste orbital 2s aqui. Então temos aqui este outro elétron ocupando este lugar, que na representação eletrônica aqui, desta forma, nós podemos colocar pura e simplesmente 2s¹. E relembrando o que isso significa: significa que nós temos aqui 1 elétron do orbital "s" no segundo nível de energia. Então vamos para o próximo átomo, aqui, da nossa tabela, e nós temos aqui o berílio (Be). E como o berílio tem apenas 4 elétrons, só precisamos nos preocupar com estes 4 elétrons. E aí podemos também utilizar este diagrama para pensar nesses elétrons do berílio. Aqui, como já tínhamos 3 elétrons no lítio, e temos ainda aqui um espaço sobrando, nós podemos colocar este quarto elétron do berílio aqui. Claro, com o spin contrário, neste caso desse outro elétron aqui. Então a configuração eletrônica do berílio, neste caso, vai ser igual a 1s² e 2s², já que nós temos 2 elétrons ocupando o orbital "s" no segundo nível de energia. E como podemos perceber agora, a gente já tem esse orbital completo, já que cada orbital só pode ter 2 elétrons. Então, para o próximo elemento, nós vamos ter que subir um pouco nível o de energia, e, por exemplo, aqui para o orbital "p". E neste caso aqui vai ser o boro (B). E no caso do boro, nós temos que nos preocupar com 5 elétrons. Realizando a configuração eletrônica aqui para o boro, para os 4 primeiros elétrons é da mesma forma que o berílio, ou seja, 1s², 2s², mas, neste caso aqui, só temos 4 elétrons, e no caso do boro, nós temos 5, ou seja, temos 1 elétron a mais. Então esse elétron precisa ir para um nível acima de energia, que, neste caso, seria o orbital "2p". E aí, neste caso, teríamos esse quinto elétron ocupando este outro orbital aqui "2p". E aqui, nesta notação da configuração eletrônica, então, teríamos 2p¹, ou seja, 1 elétron ocupando o orbital no segundo nível de energia. Vamos agora realizar a configuração eletrônica para o elemento carbono (C), certo? E no elemento carbono, nós temos 6 elétrons para nos preocupar. Os 5 primeiros elétrons já estão com esta configuração eletrônica aqui mesmo, do jeito que fizemos com o elemento anterior. Agora, a pergunta que eu faço é: onde poderemos colocar esse sexto elétron para o átomo de carbono? Claro que a intuição natural vai te dizer que é para colocar logo aqui, certo? Ou seja, emparelhando um atrás do outro. O problema é que não podemos fazer isso. Para realizar essa configuração aqui, neste caso, nós vamos utilizar uma regra chamada "regra de Hund". A regra de Hund diz que devemos minimizar esta repulsão entre os elétrons. Então, para pensar nessa regra, vamos pensar nestas 3 possibilidades de orientação, ou seja, esses 3 orbitais aqui, certo? Então aqui a gente já tem 1 elétron ocupando este primeiro orbital aqui, com este spin, certo? Então só relembrando aqui um pouco o nosso orbital "p", aqui nós temos o nosso sistema de orientação "xyz". Então, 1 orbital aqui, neste caso, seria desta forma do halter, certo? E aí, se a gente tem aqui 1 elétron já ocupando este primeiro orbital, e a gente colocaria aqui, neste caso, o outro elétron também aqui, certo? Só com um spin diferente. Bem, a intuição natural ia dizer para gente fazer isso, emparelhando esses elétrons logo um atrás do outro. O problema é que, quando eu faço isso daqui, eu aumento muito esta repulsão entre os 2 elétrons, então uma forma de minimizar essa repulsão seria tirando este elétron daqui, e aí a gente colocaria este elétron aqui neste outro orbital. Isso faria com que a repulsão elétrica entre eles fosse minimizada, e os motivos disso, a gente não vai discutir agora não, até porque tem muita pesquisa ainda sendo feita nessa área. Mas uma coisa que nós temos que saber aqui agora é que, ao invés de colocar este elétron já emparelhado aqui, a gente vai colocar o elétron aqui, no outro orbital, ok? Essa regra de Hund diz para a gente, então, que esse sexto elétron no átomo de carbono tem que entrar aqui neste outro orbital com spin paralelo ao spin desse primeiro elétron aqui. Então, seguindo em frente, nós podemos escrever aqui a nossa configuração eletrônica para o átomo de carbono, e aí, neste caso, teremos 1s², 2s², e 2p², ou seja, aqui nós temos 2 elétrons ocupando o orbital "p", no segundo nível de energia. Lembrando que esses 2 elétrons aqui vão estar em orbitais diferentes aqui desse "2p", e os spin serão paralelos neste caso. Então vamos seguir em frente aqui para o átomo de nitrogênio (N), e a configuração eletrônica aqui do nitrogênio vai ser igual a 1s², 2s², e vamos pensar aqui agora, então, no nosso orbital "p". Como o nitrogênio tem 7 elétrons, e já posicionamos 4 elétrons aqui, nesses orbitais, vamos pensar no orbital "p", neste caso: 2 elétrons já estão ocupando 2 orbitais de "p", certo? "px" e "py", por exemplo, ou "py" e "pz", não importa, na verdade, o importante é que eles estejam em orbitais "p" diferentes. E utilizando a regra de Hund novamente, nós vamos posicionar esse sétimo elétron aqui, neste caso, e todos eles orbitando aqui com spins paralelos, ou seja, girando de forma paralela. E aí, a gente pode transcrever essa informação para nossa configuração eletrônica aqui, colocando, por exemplo, 2p³. Então nós temos 3 elétrons aqui no orbital "p", no segundo nível de energia. Partindo agora para o átomo de oxigênio (O), podemos perceber que esse oxigênio tem 8 elétrons, certo? Então vamos colocar esse oxigênio aqui. E o oxigênio tem uma configuração eletrônica igual a 1s², 2s², e aqui, no caso do orbital "p", como a gente pode perceber, esses 3 elétrons aqui já estão ocupando todos os 3 orbitais "p", e aí, neste caso, a gente já pode começar a emparelhar esses elétrons aqui com spins diferentes. Então, aqui, como já temos 4, 5, 6, 7 elétrons, nosso oitavo elétron do átomo de oxigênio vai ficar emparelhado com o spin contrário a esse 1º elétron. Então, trazendo essa informação aqui para cá, a gente vai ter 2p⁴, ou seja, 4 elétrons ocupando orbital pelo segundo nível de energia. E se você, neste caso, somar esses elétrons aqui, 2 + 2 + 4, teremos esses 8 elétrons aqui, do átomo de oxigênio. Vamos agora para o flúor (F), e como você pode reparar, o flúor tem 9 elétrons, certo? E aí, neste caso, esse outro elétron a mais aqui, a gente também vai emparelhar aqui com o spin, certo? Colocando ele nesse orbital aqui. E aí, a nossa configuração eletrônica para o flúor vai ficar igual a 1s², 2s², 2p⁵, já que teremos 5 elétrons ocupando orbital "p" no segundo nível de energia. E por último, temos o neônio (Ne) com 10 elétrons. E esse décimo elétron vai ocupar, neste caso, essa última posição aqui também, com o spin emparelhado. Então a configuração eletrônica para o neônio vai ficar igual a 1s², 1s² e 2p⁶, já que teremos 6 elétrons ocupando o orbital "p" no segundo nível de energia. Bem, finalmente completamos, então, nosso orbital "p", certo? Você pode reparar que, aqui nós já temos um pequeno padrão começando a energia aqui, não é? A gente viu aqui que, no primeiro período, nós tínhamos aqui o hidrogênio e o hélio, certo? Ocupando apenas esse primeiro nível de energia "n=1". Depois, no segundo período aqui, nós já tínhamos outros átomos que, neste caso aqui, foi o lítio, o berílio, o boro, o carbono, o nitrogênio, o oxigênio, o flúor e o neônio já ocupando o segundo nível de energia. Essas 6 caixas aqui do lado direito representam todo nosso orbital "p", já que temos aqui 6 elétrons nesses orbitais "p", certo? E essas 2 caixas aqui representam o nosso orbital "s", já que nós temos apenas aqui 2 elétrons nesse orbital "s", certo? Claro, isso começa a formar um padrão aqui para a tabela periódica. Essas duas caixas do lado esquerdo, por exemplo, onde um dos elementos tem 2 elétrons ocupando o orbital "s", certo? E aqui, do lado direito, nós temos essas 6 caixas, onde esse primeiro elemento começa a ocupar um desses orbitais, e o último elemento já ocupa todos os orbitais. Então, com o tempo, você vai começar a olhar para a tabela periódica e vai ver esse padrão e já vai começar a realizar toda essa configuração eletrônica sem precisar passar por todo esse processo. E nos próximos vídeos, você vai ver que tudo isso ajuda na estruturação da tabela periódica. Então, por isso é muito importante que você realize todo esse processo novamente, observando essa relação que esses números quânticos e essa configuração eletrônica têm com a tabela periódica.