Estrutura Eletrônica do Hidrogênio

A estrutura atômica do hidrogênio é a mais simples de todos os elementos, sendo este constituído de um próton de carga +1 e de um elétron circundante, obtendo configuração eletrônica 1s¹. 

Representação do modelo atômico icônico proposto por Neils Bohr em 1913. Hidrogênio de uma interpretação visual da tabela periódica de elementos

Em sua estrutura eletrônica o átomo de hidrogênio se assemelha aos metais alcalinos (grupo 1), pois todos possuem um elétron no seu nível mais externo.

 No entanto, enquanto os metais alcalinos têm a tendência de perder um elétron quando reagem, formando íons positivos Y⁺, o hidrogênio tem maior tendência a compartilhar seu elétron e formar uma ligação covalente. Isso pode ser visto nos exemplos a seguir:

•  Formação da molécula de água H₂O

• Formação do composto iônico cloreto de sódio Na⁺ Cl ^–

O átomo de sódio (Na) tem configuração eletrônica 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. Como pode ser observado, o primeiro e o segundo níveis estão completamente preenchidos. No entanto, o terceiro nível só possui um elétron, o que faz esse átomo buscar se estabilizar quando reage, assumindo a configuração eletrônica de um gás nobre, que no caso do sódio o mais próximo é o neônio 1s² 2s² 2p⁶. Para isso ele tem que perder um elétron do nível mais externo, o que o faz adquirir carga positiva formando o íon sódio Na⁺. Os átomos de sódio tendem a perder elétrons quando lhes é fornecido energia. Logo, o sódio é um elemento eletropositivo.

O átomo de cloro (Cl) tem configuração eletrônica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Nesse átomo só é necessário ganhar um elétron para se estabilizar e adquirir a configuração eletrônica do gás nobre argônio 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. Assim, o cloro é um elemento eletronegativo.

Ao reagir sódio e cloro, o elétron mais externo do átomo de sódio é transferido para o átomo de cloro, formando os íons sódio Na⁺ e íons cloreto Cl^-. Esse processo é energeticamente favorecido, pois ambos os átomos atingem a configuração de gás nobre. Dessa maneira, facilmente se forma o cloreto de sódio, Na⁺ Cl^-. Essa reação pode ser ilustrada por um diagrama de Lewis, onde os elétrons externos são representados por pontos:

Há também uma semelhança da estrutura eletrônica do átomo de hidrogênio com os halogênios (grupo 17), pois ambos precisam de um elétron para alcançar a estrutura de gás nobre.

 

Os halogênios tendem a adquirir um elétron formando íons negativos X^-, como pode ser visto no exemplo dado sobre a formação do composto iônico cloreto de sódio Na⁺ Cl ^-.

Alguns aspectos da estrutura eletrônica do hidrogênio também o fazem se parecer com os elementos do grupo 14, pois ambos possuem o nível mais externo semipreenchido.

Diferente dos halogênios que tendem a adquirir um elétron formando íons negativos X^-, ao hidrogênio não é comum a formação de íon negativo, embora ele forme hidretos iônicos  Y⁺H^-    com poucos metais altamente eletropositivos (LiH e CaH₂).
Existem diversas semelhanças entre hidretos e compostos organometálicos, pois tanto o grupo CH₃⁺ como o H possuem uma valência disponível para formar uma ligação, e isso faz com que o hidreto seja considerado pertencente a uma série de compostos organometálicos como LiH, LiMe e LiEt; Nh₃, NMe₃ Net₃ ou SiH₄, CH₃SiH₃, (CH₃)₂SiCl₂, (CH₃)₃SiCl e (CH₃)₄Si.

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Referências:

LEE, J.D. Química Inorgânica não tão Concisa. 5ª ed. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 1999. p. 122.
Imagens:

https://commons.wikimedia.org/wiki/Electron_shell_-_no_label
Vídeo:
www.rsc.org/visualelements

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