Configuração eletrônica para o primeiro período

RKA6GM - Hoje, nós vamos nos preocupar com a configuração eletrônica do primeiro período. E aqui no primeiro período, nós temos apenas dois átomos, que são o hidrogênio (H) e o hélio (He). Começando aqui pelo hidrogênio, o hidrogênio tem um número atômico igual a 1, certo? E esse número atômico igual a 1 significa que ele possui um próton em seu núcleo. Para que esse átomo permaneça estável, o número de elétrons tem que ser igual ao número de prótons. Então, neste caso, esse átomo de hidrogênio possui apenas 1 elétron em seu orbital. E o nosso objetivo é escrever a configuração eletrônica desse único elétron, desse hidrogênio. E para realizar esse objetivo, nós vamos utilizar o princípio de Aufbau, que em alemão significa “construção”. Quando você escreve configurações eletrônicas, você tem que imaginar o melhor jeito de construir um átomo. Então, você pensa: "onde vamos colocar esses elétrons?" Aqui, a gente vai cuidar de apenas 1 elétron. Então qual seria a melhor maneira de colocar esse elétron desse átomo de hidrogênio? Bem, vamos colocar o mais próximo possível do núcleo desse átomo, isso com o objetivo de aumentar a força de atração entre a carga positiva e a carga negativa. Então esse elétron vai ficar no nível mais baixo de energia possível, ou seja, quando o "n" for igual a 1. A gente já falou sobre os números quânticos no vídeo anterior. E se temos "n" = 1, temos apenas um valor possível para "l", ou seja, quando esse "l" é igual a zero. Então se "l" é igual a zero, temos apenas um valor possível para esse mₗ, e esse número quântico magnético seria igual a zero. Então, quando "l" for igual a zero e o mₗ for igual a zero, nós temos o subnível "s". E esse subnível "s" tem um formato tridimensional de uma esfera, que é o lugar mais provável de encontrarmos 1 elétron. Então, agora, que já sabemos que esse elétron se encontra nesse primeiro nível de energia com esse subnível "s", ou seja, tendo uma probabilidade de encontrarmos 1 elétron nessa região tridimensional, nós podemos escrever a configuração eletrônica desse elétron. Neste caso, essa configuração eletrônica poderia ser escrita da seguinte forma: 1s¹. Agora, por que esse formato desse jeito? O número 1 aqui na frente significa que esse elétron se encontra aqui nesse primeiro nível de energia, ou seja, na primeira camada neste caso. O "s" significa que ele se encontra neste subnível "s", ou seja, existe uma grande probabilidade de encontrarmos esse elétron nesta região. E esse 1 significa que só temos 1 elétron neste orbital "s". Então esse 1s¹ significa que temos apenas 1 elétron ocupando esse orbital "s", nesse primeiro nível de energia. Uma outra forma também de escrever essa configuração eletrônica ou esboçar essa configuração eletrônica seria através de uma notação de orbital. E aí, por exemplo, nós poderíamos fazer essa representação escrevendo uma linha, e abaixo desta linha, bastaria apenas colocar o número 1 e a letra "s". Então vamos dizer que esse elétron tenha um spin positivo. Então, a gente desenharia este elétron com a seta para cima. E aí, neste caso, devemos lembrar do nosso quarto número quântico, que é o número quântico do spin, certo? E aí, no caso deste elétron, este spin seria positivo, ou seja, metade positivo. Então temos duas formas de representar a configuração eletrônica desse elétron para o átomo de hidrogênio, utilizando esta primeira notação ou esta notação do orbital. Bem, aqui já terminamos, então, com essa configuração eletrônica para o átomo de hidrogênio. E agora, vamos trabalhar com a configuração eletrônica para o átomo de hélio. No caso do hélio, nós temos que nos preocupar com 2 elétrons, e que esses 2 elétrons também ocupam o primeiro nível de energia. E aí, nesse caso, o "l" também só pode ser igual a zero, ou seja, temos apenas uma possibilidade de orientação, e o nosso mₗ também será igual a zero, ou seja, nós continuamos tendo um orbital "s", que é um formato esférico. Podemos utilizar novamente essa notação do orbital, e aí, neste caso, a gente vai traçar aqui uma linha e colocar "1s", ou seja, esses 2 elétrons se encontram no primeiro nível de energia, no orbital "s". E aí, podemos novamente representar o primeiro elétron com o spin positivo, ou seja, com essa seta apontada para cima, e o spin do outro elétron tem que estar apontado para baixo. Mas aí, neste caso, eu quero te fazer uma pergunta: por que sabemos que o spin desse segundo elétron tem que ser apontado para baixo? Ou seja, que o número quântico do spin desse elétron tem que ser metade negativo? Isso se deve ao Princípio de Exclusão de Pauli, que diz que um átomo não pode conter 2 elétrons com o mesmo conjunto de números quânticos. No caso deste hélio, como nós temos 2 elétrons, o primeiro elétron vai ter todos os números quânticos igual ao hidrogênio, ou seja, "n" igual a 1, "l" é igual a zero, mₗ igual a zero, e o número quântico metade positivo. Então por isso, nem vou reescrever isso neste caso, só vou pegar e circular isso, que é o mesmo para o primeiro elétron desse hélio. Agora, o segundo elétron desse hélio, se você reparar, nós temos também um "n" igual a 1, um "l" igual a zero e um mₗ igual a zero. Agora, o último número quântico que, neste caso, é esse número quântico do spin, se o primeiro elétron já está com o spin positivo, para que você faça todo esse conjunto de números ser diferente, o spin desse segundo elétron tem que ser negativo neste caso. E aí, neste caso, esses 2 conjuntos de números quânticos desses 2 elétrons diferem graças a esse número quântico do pin, e esse é o Princípio de Exclusão de Pauli. O interessante do Princípio de Exclusão de Pauli é que cada orbital pode ser ocupado apenas por 2 elétrons, isso porque, neste caso, você usa todas as configurações possíveis, já que 2 elétrons podem ter o mesmo número de energia, o mesmo número quântico secundário, o mesmo número quântico magnético, mas aí, eles vão diferir no número quântico do spin, que, neste caso, um terá o spin positivo, e o outro terá um spin negativo. E aí, neste exemplo apresentado, teremos um orbital "s" totalmente completo. Também podemos utilizar outra notação para a configuração eletrônica do átomo de hélio. E aí, teremos, então, 1s², ou seja, nós temos 2 elétrons ocupando o orbital "s", no primeiro nível de energia. E aí, o nosso primeiro nível de energia, ou seja, a nossa primeira camada já está completa. E aí, se por acaso quiséssemos colocar mais 1 elétron nessa configuração, nós teríamos que ir para uma nova camada, ou seja, para um novo nível de energia desse átomo. E aí, nesse caso, vamos chegar ao segundo período da tabela periódica.