Camada de valência: o que é, exercícios e mais!

Entre os assuntos mais relevantes para a prova de Química no vestibular, podemos destacar o conceito de camada de valência. Ele está ligado ao estudo da organização eletrônica de cada elemento na tabela periódica. Compõe a superfície de um átomo, sua camada mais externa.

Neste post, explicaremos o significado desse conceito, explicitaremos sua relevância, além de passar instruções para que você consiga fazer o cálculo sozinho. No fim do texto, apresentaremos uma lista com alguns exercícios resolvidos sobre camada de valência. Vamos lá?

O que é camada de valência?

Em suma, é a última camada na distribuição eletrônica de um átomo. Por ser assim, ela sempre será correspondente ao nível de elétrons localizado no ponto mais distante do núcleo atômico. É fácil identificá-la memorizando essa informação. Entretanto, preciso usar um princípio matemático para determinar o número de valência.

Um átomo contém uma variação de camadas compreendidas entre uma e sete, sendo representadas cada uma por uma letra alfabética: K, L, M, N, O, P e Q. A letra Q representa a esfera mais externa possível de retenção de elétrons alcançável por uma partícula. Cada elemento admite um número diferente de camadas em sua composição: quanto mais acima na tabela periódica, menor será o número de níveis eletrônicos encontrado.

Qual a importância da camada de valência?

A última camada na cadeia de um átomo é responsável por sua ligação com outras moléculas. É a parte que possibilita conexões entre os diferentes componentes químicos, de acordo com sua compatibilidade eletrônica. Existe um conceito chamado Regra de Octeto, que nos ajuda a compreender esse fenômeno. Essa regra diz que, para a camada de valência se estabilizar, ela precisa de conter oito elétrons.

Quando esse número é menor do que oito, o átomo em questão pode se vincular a outros que satisfaçam essa relação. Ao mesmo tempo, elementos que já contenham os oito elétrons na última camada não podem se ligar a outros. É o caso dos gases nobres, localizados na extrema direita da tabela periódica, partículas que se comportam de maneira isolada e não estabelecem ligação com outros elementos.

Elétrons na camada de valência

São conhecidos como elétrons de valência, por ocuparem a camada que recebe o mesmo nome. Como são os mais externos, eles são responsáveis pelas ligações entre os elementos químicos. Da mesma forma, os elétrons que estão mais próximos do núcleo são mais fixos e não participam de tais conexões.

Vale ressaltar que as sete camadas de distribuição eletrônica são compostas de subníveis, que variam em uma quantidade fixa de acordo com cada nível. Portanto, além de saber o número de elétrons, é importante conhecer, também, os subníveis da camada de valência em que cada elemento se encontra. Essa é uma informação necessária para fazer o cálculo dos elétrons de valência.

Como determinar a camada de valência?

Existem duas formas de calcular o número de elétrons presentes nesse estágio da configuração eletrônica:

• através do Diagrama de Pauling,
• localizando dado elemento na tabela periódica,

O segundo caso é mais simples. Podemos localizar a camada de valência a partir da posição de dado elemento na tabela. Essa informação corresponde aos períodos, que são as linhas horizontais do quadro. São sete no total, e correspondem às sete camadas que podem estar presentes em um elétron, representadas pelas letras do alfabeto entre K e Q. Conheça a distribuição de subníveis entre esses períodos:

• nível K: subnível s;
• nível L: subníveis s e p;
• nível M; subníveis s, p e d;
• nível N: subníveis s, p, d, e f;
• nível O: subníveis s, p, d, e f;
• nível P: subníveis s, p, e d;
• nível Q: subníveis s e p;

Com essa informação em mãos, é possível trabalhar o diagrama de Linus Pauling. Ele representa a ordem crescente de distribuição eletrônica, e é estabelecido sempre a partir de cortes diagonais na representação dos níveis e subníveis de um elemento químico. Recorrendo a essa técnica, é possível identificar qual será a camada de valência para um elemento desconhecido, mas cujo número atômico sabemos, por exemplo.

Camada de valência: exercícios

Vamos agora passar alguns exercícios retirados de nosso acervo sobre configurações eletrônicas. As respostas estarão no final da leitura, para que você possa testar os conhecimentos adquiridos até aqui.

Questão 1 – Stoodi

O diagrama de Linus Pauling, também conhecido como diagrama das diagonais, é utilizado para determinar a ordem crescente de energia dos elétrons nos subníveis. Neste diagrama estão associados:

a) camadas eletrônicas e número de elétrons, apenas

b) camadas eletrônicas e subníveis de energia, apenas

c) níveis e subníveis de energia, camadas eletrônicas e números máximos de elétrons

d) níveis e camadas de energia, apenas

Questão 2 – Espcex (Aman) 2011

A distribuição eletrônica do átomo de ferro (Fe), no estado fundamental, segundo o diagrama de Linus Pauling, em ordem energética, é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6.

Sobre esse átomo, considere as seguintes afirmações:

I. O número atômico do ferro (Fe) é 26.

II. O nível/subnível 3d6 contém os elétrons mais energéticos do átomo de ferro (Fe), no estado fundamental.

III. O átomo de ferro (Fe), no nível/subnível 3d6, possui 3 elétrons desemparelhados, no estado fundamental.

IV. 0 átomo de ferro (Fe) possui 2 elétrons de valência no nível 4 (4s2), no estado fundamental.

Das afirmações feitas, está(ão) correta(s)

a) apenas I

b) apenas II e III

c) apenas III e IV

d) apenas I, II e IV

e) todas

Questão 3 – CESGRANRIO 2011

O ferro é bastante utilizado pelo homem em todo o mundo. Foram identificados artefatos de ferro produzidos em torno de 4000 a 3500 a.C. Nos dias atuais, o ferro pode ser obtido por intermédio da redução de óxidos ou hidróxidos, por um fluxo gasoso de hidrogênio molecular (H2) ou monóxido de carbono. O Brasil é atualmente o segundo maior produtor mundial de minério de ferro. Na natureza, o ferro ocorre, principalmente, em compostos, tais como: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), siderita (FeCO3), Iimonita (Fe2O3 . H2O) e pirita (FeS2), sendo a hematita o seu principal mineral.

Assim, segundo o diagrama de Linus Pauling, a distribuição eletrônica para o íon ferro (+3), nesse mineral, é representada da seguinte maneira:

a.

b.

c.

d.

e.

Como vimos o estudo da camada de valência depende da distribuição eletrônica para um elemento químico. Cada um deles tem a sua própria condição de valência, o que determinará tanto a sua localização na tabela periódica quanto as suas possibilidades de ligar-se ou não a outras partículas químicas.

Agora que já aprendeu sobre camada de valência, que tal prosseguir os estudos para a prova de Química com este guia sobre o assunto? Recomendamos também que conheça o Plano de Estudos, uma ferramenta criada para te ajudar a organizar melhor sua rotina e render mais!

Resposta dos exercícios:

1 – c.

2 – d

3 – a