Camada de valência

ilustração da capa mostra herói com o símbolo da letra v no peito, relacionando a etimologia da palavra "valência", à valentia da personágem. Ao fundo, um átomo com elétrons orbitando ao seu redor.

Se você já viu esta matéria na escola, então você certamente está acostumado a ouvir este termo diariamente, já que é dessa camada que dependem boa parte das tais ligações químicas, assim como também algumas outras matérias que você aprenderá mais para frente. Se não viu ainda, trate de ir se acostumando, pois você ainda ouvirá falar muito dele. Mas o que é essa tal camada de valência de que o professor tanto fala, afinal? Não se preocupe. Ao final desta aula você saberá tudinho sobre o assunto.

Antes de começar

Para entender este conteúdo é importante você já saber:

Você deve ter também uma tabela periódica em mãos para acompanhar, ok? Se você não tem uma, você pode baixar grátis esta que eu preparei com capricho especialmente para você, com tudo o que você precisa para arrebentar na aula  =)

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O que é camada de valência?


Como você aprendeu em distribuição eletrônica, os elétrons são arranjados ao redor dos átomos em diferentes camadas e, dentro delas, diferentes subníveis, ajustando-se por ordem de energia. Nesse processo, damos o nome de camada de valência à mais distante do núcleo que contiver elétrons.

ilustração representa o átomo de potássio, com seus 19 elétrons distribuidos em 4 camadas, das quais a quarta (e última) corresponte à de valência.

Quando realizar a distribuição eletrônica, basta verificar qual foi o número de camada mais alto que foi atingido (que não é necessariamente onde a distribuição termina). Vamos ver um exemplo? Observe a configuração do elemento urânio (U), que possui 92 elétrons em seu estado fundamental:

distribuição eletrônica de linus pauling dos 92 eltétrons do urânio.

Note que a distribuição é finalizada na camada 5, com 4 elétrons no subnível f. Não obstante, antes de chegar lá, ainda passamos pelas camadas 6 (camada P) e também 7 (camada Q). Portanto, tendo sido essa a camada de maior nível atingida, fica ela sendo sua camada de valência. Essa camada está preenchida por dois elétrons no subnível s, logo podemos afirmar que o urânio apresenta dois elétrons na camada de valência.

Observe agora a configuração dos 33 elétrons do elemento arsênio (As):

distribuição eletrônica segundo o diagrama de linus pauling dos 33 elétrons do elemento arsênio.

Aqui, a camada mais distante atingida foi a camada 4 (ou camada N), com 2 elétrons no subnível s e 3 no subnível p. Dessa forma, o elemento arsênio (As) possui um total de 5 elétrons em sua camada de valência.

Agora que você já entendeu, vou te contar um segredo: não é necessário fazer a distribuição dos elétrons todas as vezes! Para os elementos representativos (aqueles pertencentes às famílias identificadas pela letra A), basta usar sua tabela periódica, observando o período (linha), que indica a camada de valência e a família, que evidencia a quantidade de elétrons que ela possui. Observe, como exemplo, o elemento enxofre (S):

recorte da tabela destaca o elemento enxofre, presente no terceiro período e na família 16 para determinação da sua camada de valência.

O enxofre, localizado no bloco p da tabela, encontra-se no período (linha) de número 3, e pertence à família 16 (ou 6A). Portanto sua camada de valência é a terceira camada (camada M) e ela é preenchida por 6 elétrons (estando 2 deles no subnível s e 4 no subnível p).

Agora é sua vez. Pegue sua tabela periódica e determine a camada de valência e a quantidade de elétrons que ela possui para o elemento bário (Ba), sem precisar fazer a distribuição eletrônica.

Conseguiu? Então vamos conferir.

recorte da tabela destaca o elemento bário, presente no sexto período e na família 2 para determinação da sua camada de valência.

O bário,  pertencente ao bloco s da tabela, localiza-se na família 2 (ou 2A), no quinto período. Logo, sua camada de valência é a camada 5 (ou camada O), e ela contém 2 elétrons, (todos no subnível s).

A teoria do octeto

Uma vez você entendendo o que é e como determinar a camada de valência, já pode saber mais a respeito dessa tão importante teoria, que irá nortear a maior parte do seu estudo em química.

De acordo com ela,  para que um átomo atinja estabilidade química, é necessário que ele possua 8 elétrons em sua camada de valência (ou 2 quando possuir apenas a camada K).

Agora observe: repita o exercício de determinação da camada de valência, acima, para um gás nobre, como o argônio, por exemplo. Você verá que, por estar no terceiro período, na família 18, sua camada de valência será a 3ª camada, preenchida por um total de 8 elétrons. O mesmo vale para qualquer outro gás nobre. Independente de qualquer que seja sua camada de valência, ela sempre termina com 8 elétrons (exceto o hélio, que possui apenas a camada k). Se você pensou "então isso significa que eles já são naturalmente estáveis", você acertou em cheio. É por esse motivo que eles não se ligam facilmente, nem a átomos de outros elementos, nem a átomos do mesmo elemento.

Na natureza, o objetivo da maioria dos demais elementos químicos é chegar a essa mesma condição e, para isso, eles costumam juntar-se e combinar-se entre si, formando o que chamamos de ligações químicas.

na ilustração, um oito humanizado equilibra-se sobre uma corda esticada entre dois espaços, com um abismo entre eles, representando o equilíbrio químico e as ligações químicas.

Embora seja frequentemente apresentada em livros e escolas sob o nome de regra do octeto, é mais conveniente nomeá-la por teoria, já que funciona como uma boa referência, aplicável à maioria dos elementos, mas possui diversas exceções e casos especiais. Por exemplo, a teoria não se aplica aos metais de transição (tanto interna quanto externa). Além do mais, alguns elementos podem possuir camadas mais "flexíveis". O berílio (Be), por exemplo, é capaz de atingir estabilidade, em algumas situações, com apenas 6 ou até mesmo 4 elétrons. Em outros casos, quando o átomo é relativamente grande, como ocorre com o fósforo (P) ou o enxofre (S), a estabilidade pode ser atingida com 10 ou até mesmo 12 elétrons em uma mesma camada.

Quer aprender mais? Então leia também:

http://www.professoralekos.com/2014/08/resumao-de-quimica-ligacoes-quimicas.html

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