Configuração eletrônica passo a passo

O que a configuração eletrônica descreve

A configuração eletrônica é o endereço dos elétrons de um átomo: indica em quais camadas e subcamadas eles estão. Na notação usual, cada subcamada aparece como um número, que é a camada, uma letra, que é o tipo de subcamada, e um expoente, que é a quantidade de elétrons. O oxigênio, com oito elétrons, escreve-se 1s² 2s² 2p⁴.

Essa informação responde perguntas práticas. Quantos elétrons há na camada de valência? O átomo tende a perder ou a ganhar elétrons? Ele é paramagnético ou diamagnético? Todas as respostas partem da distribuição dos elétrons.

As subcamadas e a sua capacidade

Cada camada é numerada de 1 em diante e contém subcamadas designadas pelas letras s, p, d e f. A subcamada s comporta no máximo 2 elétrons, a p comporta 6, a d comporta 10 e a f comporta 14. Esses limites decorrem do número de orbitais de cada tipo, um para s, três para p, cinco para d e sete para f, cada um com capacidade para dois elétrons de spins opostos, conforme o princípio da exclusão de Pauli.

A primeira camada tem só a subcamada 1s. A segunda tem 2s e 2p. A terceira tem 3s, 3p e 3d, e assim por diante. Nem todas as subcamadas possíveis são ocupadas por átomos no estado fundamental: a 4f, por exemplo, só começa a ser preenchida a partir do cério.

O diagrama de Pauling

A ordem de preenchimento segue o princípio de Aufbau: os elétrons ocupam primeiro as subcamadas de menor energia. O diagrama de Linus Pauling organiza essa ordem em diagonais e produz a sequência 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.

Repare que a 4s é preenchida antes da 3d. Isso ocorre porque, para átomos com poucos elétrons, a subcamada 4s tem energia ligeiramente inferior. Por isso o potássio, com 19 elétrons, termina em 4s¹ e não em 3d¹. Na hora de escrever, a ordem de preenchimento e a ordem de camadas costumam ser combinadas: a notação organizada por camada coloca 3d antes de 4s, embora o 4s seja preenchido primeiro.

Método em quatro passos

Primeiro, descubra o número de elétrons: em um átomo neutro, é igual ao número atômico. Segundo, percorra as subcamadas na ordem do diagrama. Terceiro, preencha cada uma até o limite antes de passar para a seguinte. Quarto, pare quando todos os elétrons tiverem sido distribuídos, e confira a soma dos expoentes.

Exemplo com o ferro, de número atômico 26: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. A soma dos expoentes é 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 6 = 26. A camada de valência, a de maior número, é a quarta, com dois elétrons, mas os elétrons da subcamada 3d também participam das ligações, o que explica os estados de oxidação +2 e +3 do ferro.

Notação abreviada com gás nobre

Para evitar longas sequências, escreve-se o símbolo do gás nobre anterior entre colchetes, no lugar das subcamadas internas já completas. O sódio, de número atômico 11, é [Ne] 3s¹, pois o neônio já contém 1s² 2s² 2p⁶. O ferro é [Ar] 4s² 3d⁶.

A notação abreviada destaca os elétrons de valência e mostra de imediato a semelhança entre elementos do mesmo grupo: o lítio é [He] 2s¹, o sódio é [Ne] 3s¹ e o potássio é [Ar] 4s¹. Todos terminam em s¹, e daí a semelhança química.

Regra de Hund e orbitais

Quando uma subcamada tem mais de um orbital, os elétrons se distribuem de modo a ocupar orbitais diferentes antes de formar pares, todos com o mesmo spin. É a regra de Hund, e a razão é a diminuição da repulsão entre elétrons. No nitrogênio, 2p³, cada um dos três orbitais p recebe um elétron isolado; no oxigênio, 2p⁴, o quarto elétron precisa emparelhar com um dos anteriores.

A regra explica o magnetismo. Átomos com elétrons desemparelhados, como o do oxigênio molecular e o do ferro, são atraídos por ímãs; os que têm todos os elétrons emparelhados são levemente repelidos.

As exceções: cromo e cobre

O cromo, de número atômico 24, seria previsto como [Ar] 4s² 3d⁴, mas na realidade é [Ar] 4s¹ 3d⁵. O cobre, de número atômico 29, seria [Ar] 4s² 3d⁹, porém é [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. Em ambos, um elétron passa da 4s para a 3d.

A explicação costuma ser dada pela estabilidade de subcamadas semipreenchidas e completas, que reduz a energia total do átomo. Na verdade, as energias das subcamadas 4s e 3d são muito próximas, e o resultado depende de um balanço fino de repulsões. Exceções semelhantes ocorrem com a prata, o ouro, o molibdênio, o nióbio e outros, e cada ficha do acervo traz a configuração determinada experimentalmente.

Configuração de íons

Para escrever a configuração de um cátion, remova os elétrons da camada de maior número, e não os últimos preenchidos. O ferro, [Ar] 4s² 3d⁶, perde primeiro os elétrons 4s: Fe²⁺ é [Ar] 3d⁶, e Fe³⁺, [Ar] 3d⁵. Para ânions, acrescentam-se elétrons às subcamadas de menor energia disponíveis: o cloreto, Cl⁻, termina em 3p⁶, a mesma configuração do argônio.

Esse paralelo entre íons e gases nobres está por trás da regra do octeto, que descreve a tendência de átomos a se ligarem até ficarem com oito elétrons na camada de valência, embora existam diversas exceções entre os elementos mais pesados.

Última revisão: 4 de setembro de 2026 Relatar um erro nesta página