Melhor resposta
O número atômico do cloro é 17, o que implica que ele tem 17 elétrons na forma atômica.
Assim, sua configuração eletrônica é a seguinte:
Os primeiros 10 elétrons são arranjados como néon, seguidos por Orbitais 3s e 3p.
Embora possa parecer que apenas 1 elétron pode ser acomodado no orbital p preenchido pela metade, até 7 elétrons podem ser acomodados!
Como? Vamos desenhar os orbitais…
Agora, na imagem acima, está faltando algo … Há 5 d vagos orbitais no 3º nível de energia!
Deixe-me desenhar esses orbitais 5 d em vermelho abaixo …
Agora, os elétrons emparelhados podem desemparelhar e entrar nos orbitais d para fornecer várias valências …
Valência = 3
Valência = 5
Valência = 7
Assim, o cloro pode exibir até 7 valências devido aos orbitais 3d vazios
Então, há mais uma maneira de representar a configuração eletrônica do cloro …
Embora normalmente seja omitido porque os orbitais d são vago no estado fundamental
Mas observe que o flúor não pode mostrar esses diferentes estados, porque não tem orbitais d vazios. Para obter mais informações sobre a presença ou ausência de orbitais d, sugiro que você estude o princípio de Aufbau.
Obrigado 🙂
Resposta
A resposta curta é que há um conjunto complicado de interações entre os elétrons e o núcleo, bem como entre os próprios elétrons. Isso é o que acaba produzindo uma configuração eletrônica.
Prosseguindo ao longo dos elementos, o padrão nas configurações eletrônicas então assemelha-se a uma trajetória de vôo. Pode haver um pouco de turbulência ao longo do caminho, mas após cada solavanco ou dois, a trajetória de vôo retorna ao normal.
Alguns dos solavancos são causados pelo fato de que em d e F-blocks, sub-shells cheios ou meio-preenchidos tornam-se atraentes, tanto que pode haver uma corrida um pouco indigna para chegar a tais configurações. Então, o cromo, por exemplo, gosta de se adiantar e adotar um 3d5 Configuração 4s1 em vez do esperado 3d4 s2. Os efeitos relativísticos podem desempenhar um papel. Assim, Lr é 7p1 7s2 em vez do esperado 5d1 6s2.
Os pontos importantes são:
- As configurações de elétrons são para átomos neutros, isolados e no estado fundamental. Quantos químicos já trabalharam com átomos isolados? Claro, alguns espectroscopistas de fase gasosa sabem, mas quase todos os experimentos de química geral são feitos em solução aquosa. Quase toda química industrial é feita em fases condensadas. Quase toda química orgânica é feita em solução. Veja: Por que ensinar a configuração eletrônica dos elementos que fazemos?
- Como os íons são mais importantes do que os átomos gasosos isolados para quase todos os átomos, e os íons importantes não têm configurações eletrônicas anômalas, há poucos motivos para se preocupar com as configurações eletrônicas anômalas dos átomos. Você ficará melhor se concentrando nas configurações de elétrons “características” sem anomalias nas ocupações dos orbitais d e s nos elementos de transição ou orbitais d, s e f nos elementos de transição internos. Ver: Wulfsberg G 2000, Inorganic Chemistry, University Science Books, Sausalito, California, p. 3.
Por exemplo, considere as configurações eletrônicas dos cátions trivalentes dos lantanídeos:
+4 +2 | +4 +2
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd | Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
½f ½f | f f
f1 f2 f3 f4 F5 f6 f7 | f8 f9 10 11 12 13 14
Sem irregularidades! Aqui:
½f = Eu + 2 (4f7) gosta de emular Gd + 3 (4f7);
f = Yb + 2 (4f14) gosta de emular Lu + 3 (4f14 )
Então há Ce + 4 (f0), que gosta de atingir o núcleo vazio de seu progenitor lantanídeo, ou seja, La + 3 (f0); e Tb + 4 (f7) atingindo a mesma configuração preenchida pela metade que Gd + 3 (f7).
Veja: Shchukarev SA 1974, Neorganicheskaya khimiya, vol. 2 Vysshaya Shkola, Moscou (em russo), p. 118)