Estados energéticos dos elétrons

Devido às dificuldades expostas no item anterior, os cientistas preferem, atualmente, identi­ficar os elétrons mais por seu conteúdo de energia do que por sua posição na eletrosfera. Por meio de cálculos matemáticos, chegou-se à conclusão de que os elétrons se dispõem ao redor do núcleo atômico, de acordo com o DIAGRAMA ENERGÉTICO.

Níveis energéticos

São as sete “escadas” que aparecem no diagrama e onde os elétrons têm um conteúdo de energia crescente. Esses níveis correspondem as sete camadas (K, L, M, N, O, P, Q) do modelo de Rutherford-Bohr. Atualmente, esses níveis são identificados pelo chamado NÚMERO QUAN­TICO PRINCIPAL (n), que é um número inteiro, variando de 1 a 7.

Subníveis energéticos

São os “degraus” de cada escada existente no diagrama anterior. De cada degrau para o se­guinte há, também, aumento no conteúdo de energia dos elétrons. Esses subníveis são identificados amado NÚMERO QUÂNTICO SECUNDÁRIO ou AZIMUTAL, que assume os valores e 0, 1, 2 e 3, mas que é habitualmente designado pelas letras "s", "p", "d", "f", respectivamente. Note que, no diagrama anterior, nós já escrevemos um "endereço" sobre cada degrau. Assim, por exemplo, se for mencionada a posição 3p, devemos saber que se trata do segundo degrau da terceira escada, no tocante ao nível de energia.

Orbitais

Completando o modelo atual da eletrosfera, devemos acrescentar que cada subnível comporta um número variável de orbitais, de acordo com o diagrama energético mais completo. Nesse diagrama, cada orbital é representado simbolicamente por um quadradinho. Vemos que os subníveis (degraus) "s", "p", "d", "f", contém sucessivamente 1, 3, 5, 7 (seqüência de números ímpares) orbitais. Os orbitais são identificados pelo chamado NUMERO QUÁNTICO MAGNÉTICO (m). Num dado subnível, o orbital central tem o número quântico magnético igual a zero; os orbitais da direita têm m = + 1, + 2, + 3; os da esquerda têm m = - 1, - 2, - 3.

Os elétrons

Finalmente, cálculos matemáticos provaram que um orbital comporta no máximo dois elétrons. No entanto, surge uma dúvida: se os elétrons são negativos, por que não se repelem e se afastam? A explicação é a seguinte: os elétrons podem girar no mesmo sentido ou em sentidos opostos (ou sentidos paralelo e antiparalelo), criando campos magnéticos que os repelem ou os atraem. Essa rotação é conhecida como SPIN (do inglês, to spin = girar).

Um orbital comporta no máximo dois elétrons, com spins contrários (princípio) da Exclusão de Pauli). O spin é identificado pelo chamado NÚMERO QUÂNTICO DE SPIN (M_s ou s), cujos valores são – ½ e + ½. Normalmente, a representação dos elétrons nos orbitais é feita por meio de uma seta.