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A distribuição dos electrões pelas orbitais dos átomos polielectrónicos - a configuração electrónica - obedece ao Princípio da Energia Mínima, segundo o qual essa distribuição deve conferir ao átomo o estado de menor energia possível.
Mas atenção, nem todos os electrões podem ocupar a orbital de menor energia!

Pelo Princípio de Exclusão de Pauli, numa mesma orbital não podem existir mais do que um electrão com os mesmos números quânticos, ou seja, numa orbital só podem existir no máximo dois electrões, e com spins opostos.

Na figura abaixo estão as representações das configurações electrónicas dos primeiros cinco elementos e respectivos diagramas de caixas.

Representação dos diagramas de caixas dos elementos até Z = 5, segundo o Princípio de Exclusão de Pauli

Configuração electrónica do átomo de carbono, 6C, 7N e 8O no estado fundamental

Para que se respeite o Princípio da Energia Mínima deve seguir-se a Regra de Hund, que nos diz que no preenchimento das orbitais de igual energia (neste caso as orbitais 2p) o arranjo mais estável, e portanto menos energético, é o que tiver maior número de electrões com spins paralelos.

Vamos então pensar como será a configuração electrónica. Sabemos que o átomo de carbono possui 6 electrões.

Como é que se distribuem estes electrões?

De acordo com o modelo de Bohr, 2 deles ocupam o 1º nível de energia e os restantes 4 estão no 2º nível de energia.

Segundo o modelo da nuvem electrónica, os 2 electrões que estão no 1º nível de energia ocupam a orbital 1s e os restantes 4 estão assim distribuídos: 2 electrões ocupam a orbital 2s e os restantes 2 ocupam duas orbitais 2p.

Para o átomo de azoto passamos a ter 3 electrões a ocuparem 3 orbitais 2p.

Para o átomo de oxigénio passamos a ter 4 electrões distribuídos pelas 3 orbitais 2p.

Passemos então à visualização das configurações electrónicas e respectivos diagramas de caixas.

Representação das configurações electrónicas com base no