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Química

2012

Configuración electrónica

Profesor: Antonio Huamán

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

Consiste en distribuir a los electrones en los niveles,subniveles y orbitales del átomo. La finalidad es la de conocercuántos electrones exteriores (en el último nivel de energía)tiene y de ese modo deducir las propiedades químicas delelemento en cuestión.

Existen diferentes métodos para ordenar los electrones, pero antes de exponer el método a usar, daremos algunas recomendaciones que debemos tener siempre en cuenta.

a) El número atómico siempre indica el número de electrones para cada elemento.

b) Existe un número máximo de electrones en cada subnivel.c) Los subniveles se van llenando en forma que se van

completando los subniveles de menor energía.

Definiciones previas

➢ Es una región donde existe la mayorprobabilidad de encontrar al electrón

➢ En cada orbital sólo puede haber hastados electrones que deben tener giros oespines opuestos.

➢ Para representar gráficamente un orbitalse emplea y una flecha pararepresentar el electrón

( o )

ORBITAL

Tipos de orbitales

vacío semilleno lleno

1 electrón 2 electrones(sin electrones)

desapareado apareados

SUBNIVELES

Esta región está formada por un conjunto de orbitales.

Subnivel

0 1 2 3

s p d f

Nota:➢ s sharp(nítido)➢ p principal➢ d difuso➢ f fundamental

a) Número de orbitales por subnivel: 2 l + 1b) Número máximo de electrones por

subnivel: 2(2 l + 1)

-

Subnivel

N Orbitales 1 3 5 7

N° máximo e 2 6 10 14

s p d f

NIVELES

Llamada también capa energética. Región formada porsubniveles

Notación

espectroscópica

Notación

Cuántica

Capa K L M N O P Q

1 2 3 4 5 6 7n

Nota:

➢ Existen siete subniveles conocidos.➢ A mayor nivel mayor energía y menos

estabilidad

NOTACIÓN CUÁNTICA DE UN SUBNIVEL

N° de electrones

Subnivel (número cuántico secundario)

Nivel de energía (número cuántico principal)

Ejemplo:

Significa que hay 3 electrones en el subnivel principal (p) del sexto nivel de energía.

6p3

5s1 Significa que hay 1 electrón en el subnivel sharp (s) delquinto nivel de energía.

Principio de Construcción (Aufbau)

Este principio establece que los electrones se distribuyen en lossubniveles, en orden creciente a su energía relativa (E.R)Aufbau = palabra alemana : que significa construcción progresiva

Energía Relativa (E.R)

RE n

0 1 2 3

s p d f

n: nivel de energíal: subnivel de energía

Ejemplo: Subnivel n l E.R

2p5 2 1 3

4d8

5s1

4f11

Regla del Serrucho (Regla de Moller)

La aplicación del Principio de Aufbau da origen a una reglanemotécnica para determinar la configuración electrónica delos átomos.

Si empezamos por la línea superior y seguimos la flechaobtenemos el siguiente orden:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2

5f146d107p6

Ejemplo: Escribir las configuraciones electrónicas por subniveles para lossiguientes átomos.

➢ 9F : 1s22s22p5

➢ 15P :

➢ 20Ca:

➢ 30Zn:

➢ 38Sr :

Configuración Electrónica abreviada

El método del Kernel, es una abreviación de la configuraciónde un gas noble. Los gases nobles son: helio (2He), neón(10Ne), argón (18Ar), kriptón (36Kr), xenón (54 Xe) y radón(86Rn).

Ejemplo: Realizar la C.E simplificada de los siguientes átomos.

➢ 13Al : [10Ne] 3s2 3p1

➢ 34Se :

➢ 53I :

➢ 82Pb :

Principio de Máxima Multiplicidad (Regla de Hund)

La regla de Hund es una regla empírica obtenida por FriedrichHund que enuncia lo siguiente: “ Al distribuir electrones enorbitales del mismo subnivel, primero se trata de ocupar todosestos orbitales antes de terminar de llenarlos, esto es, loselectrones deben tener igual sentido de spin (espinesparalelos) antes de aparearse.

Ejemplo: Indique la C.E por orbitales para los siguientes átomos

➢ 7N : 1s22s22p3 =>

➢ 16S :

Configuración Electrónica de iones

1. Para un anión

➢ Primero se determina la cantidad de electrones.➢ Luego se realiza la configuración electrónica

Ejemplo: Realizar la C.E de los siguientes aniones.

➢ 8 O-2 : 1s22s22p6

e-=10

➢ 15P-3 :

2. Para un catión

➢ Primero se realiza la C.E para el átomo neutro.➢ Luego se quitan los electrones del nivel más externo. En

caso que en el nivel más externo hayan varios subniveles,los electrones salen en orden: f, d, p, s

Ejemplo: Realizar la C.E de los siguientes cationes.

➢20Ca+2

➢ 26Fe+3

Anomalías en la Configuración Electrónica

Al desarrollar la configuración electrónica, encontramos unaserie de excepciones, a las cuales consideramos comoanomalías, entre estas tenemos los Antiserruchos.Se presenta en elementos de los grupos VIB y IB

Ejemplo: Realizar la C.E de los siguientes átomos.

➢24Cr

➢ 29Cu

[18Ar] 4s2 3d4 (inestable)

salta 1 electrón

[18Ar] 4s1 3d5 (estable)

[18Ar] 4s2 3d9 (inestable)

salta 1 electrón

[18Ar] 4s1 3d10 (estable)