Para
entender el concepto de configuración electrónica es importante aplicar los
siguientes principios:
1 - Principio de llenado
progresivo Aufbau: Los electrones pasan a ocupar los orbitales de menor energía, y
progresivamente se van llenando los orbitales de mayor energía. Según el principio de Aufbau, la configuración electrónica de
un átomo se expresa mediante la siguiente secuencia:
1s2 < 2s2 < 2p6 < 3s2 < 3p6 < 4s 2< 3d10 < 4p6 < 5s2 < 4d10 < 5p6 < 6s2 < 4f 14 < 5d10 < 6p6 < 7s2 < 5f 14 < 6d10< 7p6
O también mediante La
Regla del serrucho: Los electrones se van ubicando en los diferentes
niveles y subniveles por orden de energía creciente, siguiendo la dirección
de la flecha del diagrama:
Completa el diagrama:
Aunque los conocimientos
actuales sobre la estructura electrónica de los átomos son bastante complejos,
las ideas básicas son las siguientes
· Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los
electrones, numerados con: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
· Cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que
pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.
·
En cada subnivel
hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2
electrones cada uno. Así hay un orbital tipo s, 3 orbitales tipo p, 5 orbitales
tipo d y 7 orbitales tipo f.
Se ha de tener en cuenta la
siguiente notación:
Ejemplo: 4p5 quiere decir que hay 5 electrones en el
subnivel “p” del cuarto nivel.
2. Principio de
incertidumbre de Heisenberg: “Es imposible determinar simultáneamente la posición exacta
y el momento exacto del electrón”.
3. Principio de Exclusión de Paulí: “Dos electrones en un átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales”
3. Principio de Exclusión de Paulí: “Dos electrones en un átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales”
4. Regla de Hund: “Los
electrones de un mismo subnivel, siempre tratan de alcanzar el máximo número de
orbitales posibles, es decir nunca se llena un orbital existiendo otros vacíos”.
Para comprender esto analicemos a los orbitales 2p, se tienen que llenar con 4
electrones, entonces:
Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario:
·
Conocer el número de electrones del átomo. En un átomo neutro el número
atómico (Z) es igual al número de electrones.
·
Ubicar los electrones en cada uno
de los niveles de energía, comenzando por el nivel más cercano al núcleo. Respetar
la capacidad máxima de cada subnivel.
|
Configuración Abreviada o KERNEL: La
configuración electrónica de cualquier átomo la podemos abreviar en función del
gas noble que le antecede en la tabla periódica.
Los gases nobles tienen su
configuración electrónica estable con ocho electrones en su último nivel
(excepto el Helio que sólo tiene 2 electrones) por lo que terminan en p6, tal
como observamos en la siguiente tabla:
2He : 1s2 10Ne: 1s2, 2s2,
2p6 18Ar :
1s2, 2s2, 2p6 ,3s2, 3p6
36Kr : 1s2, 2s2,
2p6 ,3s2, 3p6 ,4s2, 3d10,4p6 54Xe: 1s2, 2s2,
2p6 ,3s2, 3p6 ,4s2, 3d10,4p6,5s2,
4d10,5p6
Ejemplo. El Kernel para el átomo de
sodio es: 11Na: 1s2,
2s2, 2p6, 3s1
Excepciones en las configuraciones:
Los metales
de transición se ubican en los grupos VIB(Cuya configuración termina en ..d4)y
en el grupo IB( cuyas configuraciones terminan en …d9), son
inestables y se estabilizan cuando pasa 1 electrón del orbital “s” al orbital
“d”
·
Si la CE termina en d4 pasa un electrón de “s” a “d”: s2
d4 s1
d5
·
Si la CE termina en d9 pasa un electrón de “s” a “d”: s2
d9 s1
d10
Ejemplo. La
configuración del cromo es:
24Cr: 1s2, 2s2, 2p6
,3s2, 3p6 ,4s2, 3d4 1s2, 2s2,
2p6 ,3s2, 3p6 ,4s1, 3d5
ACTIVIDADES
1) Las
propiedades de los elementos dependen, sobre todo, de cómo se distribuyen sus
electrones en la corteza. Con los datos
del modelo completa el cuadro de distribución para los 6 primeros niveles
NIVELES
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
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SUBNIVELES
|
||||||
N° de orbitales
|
||||||
Denominación de los orbitales
|
||||||
N° Máximo de
e- en los orbitales
|
||||||
N° máximo de electrones por nivel
|
2) Completa el siguiente cuadro
3)
Indicar el último electrón del átomo de
cloro cuyo Z=17. (Hacer la distribución aplicando la regla de HUND).
4) Indicar el Kernel para el
átomo de bromo: 35Br
5) Dada la especie 56 26X . Indique
·
¿Cuántos protones, neutrones y electrones posee?.
·
Escriba la configuración electrónica
correspondiente.
·
Indique si tendrá o no propiedades metálicas. Si
posee propiedades de conducción eléctrica, justifique adecuadamente a través
de la teoría de bandas.
6) Respecto al ion 38
Sr2+ , indicar si las proposiciones son verdaderas o falsas:
|
a) Tiene 18 orbitales
totalmente llenos. ( )
b) Tiene 8 subniveles de
energía. ( )
c) Tiene 50 neutrones y
36 electrones.( )
d) El último electrón
tiene los siguientes números cuánticos: 4, 1, +1,-1/2 ( )
7) ¿Qué significa la
siguiente representación? 4p3
8) Para el
átomo 7N determinar:
a) El número
de niveles.
b) El número
de subniveles.
c) Orbitales
apareados, orbitales desapareados.
d) Electrones
apareados, electrones desapareados.
e) Electrones
de valencia.
f)
Números cuánticos del último electrón.
9) El número atómico del
elemento químico que presenta un solo electrón en el subnivel de mayor energía
del tercer nivel energético, es:
a) 11
b) 13
c) 17
d) 19
e) 21
10) Un átomo X tiene 10 neutrones
y número de masa es 19, entonces, el número de niveles, subniveles y orbitales
llenos que presenta es:
a) 2,2,2.
b) 2,2,4.
c) 2,3,2.
d) 2,3,4.
e) 2,3,5.
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