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O princípio de Aufbau estabelece a ordem de preenchimento dos orbitais atômicos: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p. Cada subnível s comporta até 2 elétrons, cada p até 6, cada d até 10 e cada f até 14. Usando essa sequência, a configuração do estado fundamental do carbono (Z=6) é 1s²2s²2p², e a do ferro (Z=26) é [Ar]3d⁶4s². Essas configurações refletem diretamente como os elétrons ocupam os estados quânticos disponíveis com o menor custo energético.
Exceções notáveis à ordem simples de preenchimento de Aufbau ocorrem em certos metais de transição e lantanídeos. Por exemplo, o cromo (Z=24) adota [Ar]3d⁵4s¹ em vez de [Ar]3d⁴4s², porque um subnível d semicheiro oferece maior estabilidade de energia de troca. Da mesma forma, o cobre (Z=29) é [Ar]3d¹⁰4s¹ em vez de [Ar]3d⁹4s². Essas anomalias surgem de efeitos quântico-mecânicos que tornam certas configurações energeticamente mais favoráveis do que o previsto pela simples ordem orbital.
As configurações do estado fundamental são o ponto de partida para prever o comportamento químico de um elemento: estados de oxidação, propriedades magnéticas, transições espectroscópicas e tendências de ligação derivam diretamente dessa descrição fundamental. Nossa calculadora de configuração do estado fundamental aplica o princípio de Aufbau com as exceções conhecidas para produzir a notação de gás nobre correta para qualquer elemento, do hidrogênio (Z=1) ao oganessônio (Z=118). Você pode usar o resultado para determinar o número de elétrons não emparelhados (e, portanto, o paramagnetismo), identificar elétrons de valência ou escrever diagramas de pontos eletrônicos com segurança.
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Explore CategoryA configuração eletrônica do estado fundamental é a distribuição de menor energia dos elétrons de um átomo em seus orbitais atômicos. É a configuração mais estável e o estado de referência a partir do qual os estados excitados são definidos.
As três regras são o princípio de Aufbau (preencher os orbitais do menor para o maior nível de energia), o princípio de exclusão de Pauli (cada orbital comporta no máximo dois elétrons com spins opostos) e a regra de Hund (os elétrons ocupam orbitais degenerados individualmente antes de qualquer orbital receber um segundo elétron).
O cromo (Z=24) adota [Ar]3d⁵4s¹ e o cobre (Z=29) adota [Ar]3d¹⁰4s¹ porque subníveis d semicheiros e completamente preenchidos possuem estabilidade de energia de troca adicional, tornando essas configurações de menor energia do que as previstas pelo simples preenchimento de Aufbau.
A notação de gás nobre abrevia a configuração das camadas internas preenchidas, encerrando o símbolo do gás nobre precedente entre colchetes. Por exemplo, a configuração completa do sódio é 1s²2s²2p⁶3s¹, escrita como [Ne]3s¹ em notação de gás nobre, destacando apenas os elétrons de valência.
Um átomo é paramagnético (atraído por campos magnéticos) se tiver um ou mais elétrons não emparelhados, e diamagnético se todos os elétrons estiverem emparelhados. Lendo a configuração do estado fundamental e contando os elétrons não emparelhados em cada subnível, é possível determinar se uma substância é paramagnética ou diamagnética.