Il diagramma di Pauling, noto anche come diagramma energetico, è il is rappresentazione della distribuzione elettronica attraverso sottolivelli di potenza.
Attraverso lo schema, il chimico Linus Carl Pauling (1901-1994) suggerì qualcosa al di là di quanto già noto riguardo alla distribuzione degli elettroni dagli atomi degli elementi chimici.
Per migliorare l'umore, Pauling ha proposto i sottolivelli energetici. Attraverso di essi, sarebbe possibile disporre gli elettroni dal livello energetico più basso al più alto di un atomo nel suo stato fondamentale.
Distribuzione elettronica di Linus Pauling
Secondo il modello proposto da Pauling, l'elettrosfera è divisa in 7 strati elettronici (K, L, M, N, O, P e Q) attorno al nucleo atomico, ognuno dei quali consente un numero massimo di elettroni, che sono rispettivamente 2, 8, 18, 32, 32,18 e 8 .
A distribuzione elettronica il sottolivelli energetici, mostrando prima l'elettrone a energia più bassa fino a raggiungere l'elettrone a energia più alta.
| Strati elettronici | Numero massimo di elettroni | Sottolivelli energetici | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | K | 2 e- | 1s2 | |||
| 2 | l | 8 e- | 2s2 | 2p6 | ||
| 3 | M | 18 e- | 3s2 | 3p6 | 3d10 | |
| 4 | no | 32 e- | 4s2 | 4p6 | 4d10 | 4f14 |
| 5 | oh | 32 e- | 5s2 | 5p6 | 5 D10 | 5f14 |
| 6 | P | 18 e- | 6s2 | 6p6 | 6d10 | |
| 7 | Q | 8 e- | 7s2 | 7p6 |
Il livello K ha solo uno o più sottolivelli, il livello L ha due sottolivelli (s e p), il livello m ha tre sottolivelli (s, p e d) e così rispettivamente.
I sottolivelli s consentono fino a 2 elettroni, mentre i sottolivelli p consentono fino a 6 elettroni. Successivamente, i sottolivelli d consentono fino a 10 elettroni, mentre i sottolivelli f consentono fino a 14 elettroni.
Si noti che la somma degli elettroni comportati in ciascun sottolivello per shell di elettroni risulta nel numero massimo di elettroni in ciascuno dei 7 shell.
K: s2 = 2
L e Q: s2 + p6 = 8
M e P: s2 + p6 + d10 = 18
N e O: y2 + p6 + d10 + f14= 32
Fu allora che Pauling scoprì il ordine crescente di energia:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5 D10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6
Da lì, nel diagramma compaiono le frecce diagonali per effettuare la distribuzione elettronica degli elementi:
Diagramma di Pauling
Esempio di distribuzione elettronica del fosforo 15P:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
come fino a 3s2 avevamo già un totale di 12 elettroni (2 + 2 + 6 + 2), abbiamo solo bisogno di altri 3 elettroni dal sottolivello 3p6.
Quindi, possiamo ottenere la quantità richiesta di elettroni, purché non sia maggiore di 6, che è il numero massimo che il sottolivello 3p6 si comporta.
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Esercizi risolti sulla distribuzione elettronica
domanda 1
(Unirio) “Gli impianti dentali sono più sicuri in Brasile e soddisfano già gli standard di qualità internazionali. Il grande salto di qualità è avvenuto nel processo di realizzazione delle viti e dei perni in titanio, che compongono le protesi. Realizzate con leghe di titanio, queste protesi vengono utilizzate per fissare corone dentali, apparecchi ortodontici e dentiere, nelle ossa della mandibola e della mandibola.” (Jornal do Brasil, ottobre 1996.)
Considerando che il numero atomico del titanio è 22, la sua configurazione elettronica sarà:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Alternativa corretta: d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2.
Il diagramma di Linus Pauling per la distribuzione degli elettroni nel titanio è:
Domanda 2
(ACAFE) Considerando qualsiasi elemento M generico, che ha una configurazione elettronica di 1ss2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5, si può dire che:
IO. il suo numero atomico è 25;
II. ha 7 elettroni nell'ultimo guscio;
III. ha 5 elettroni spaiati;
IV. appartengono alla famiglia 7A.
Le affermazioni sono corrette:
a) Solo I, II e III
b) solo I e III
c) Solo II e IV
d) solo I e IV
e) Solo II, III e IV
Alternativa corretta: b) solo I e III.
IO. CORRETTA Contando il numero di elettroni nella distribuzione elettronica vediamo che ne sono stati utilizzati 25. Quindi, il numero atomico è 25 e corrisponde all'elemento chimico manganese.
II. SBAGLIATO. L'ultimo strato, cioè lo strato più esterno ha 2 elettroni, essendo i 4s2.
III. CORRETTA Gli elettroni spaiati si trovano nel sottolivello d, che contiene fino a 10 elettroni, ma nella distribuzione elettronica del manganese solo 5 elettroni sono stati assegnati al sottolivello.
IV. SBAGLIATO. Il manganese si trova nella famiglia 7B e nel 4° periodo.
Domanda 3
(UFSC) Il numero di elettroni in ciascun sottolivello dell'atomo di stronzio (38Sr) in ordine crescente di energia è:
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 3d10 5s2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4p6 4s2 3d10 5s2
e) 1s2 2s2 2p6 3p6 3s2 4s2 4p6 3d10 5s2
Alternativa corretta: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2.
Il diagramma di Linus Pauling per la distribuzione degli elettroni di stronzio è:
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