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Configuración electrónica.
Profesora: Encarnación Cofré Santibañez
Números cuánticos.
• Toda persona tiene
una dirección para
ser ubicada.
• Los electrones de un
átomo, también.
• Esta dirección la
otorga la mecánica
cuántica, a través de
4 dígitos que son:
Número cuántico principal (n)
• Determina el nivel
energético de la región
que ocupa el electrón.
Cuanto mayor sea n,
mayor es la energía de la
nube electrónica.
• Cabe hacer notar que el
movimiento de los
electrones en estos
niveles no es uniforme y
la forma circular es sólo
ilustrativa de éstas
divisiones.
número cuántico secundario o
azimutal (l)
• Es la zona más
probable de encontrar
un electrón.
• El número cuántico
azimutal es propio de
cada orbital y es
independiente del
nivel energético en el
que probablemente se
encuentre el electrón.
Por convención los
valores permitidos
son:
número cuántico magnético (m)
• Determina la
orientación de la nube
electrónica y la regula
frente a un campo
magnético externo.
• Esté número magnético
depende del azimutal y
toma valores desde -ℓ
hasta +ℓ pasando por
cero. Por lo tanto:
número cuántico de Spin (s)
• El número de spin describe
el sentido de la rotación
del electrón en torno a su
propio eje (imaginario).
• Se distinguen dos tipos de
spin: positivo y negativo,
según giren en el sentido
que lo hacen los punteros
de un reloj o en sentido
contrario,
respectivamente.
Síntesis
PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN
(AUFBAU)
Principio de Mínima Energía
• Todos los electrones que forman
parte de un átomo adoptan los
4 números cuánticos que les
permiten tener la menor
energía posible.
• Puede afirmarse que, por regla
general, los números cuánticos
más bajos describen electrones
de menor energía que los
números cuánticos altos.
•
Así el electrón con menor
energía será aquel que tenga
los siguientes números
cuánticos:
• n=1
• ℓ=0
• m=0
• s = +½
Se asigna +½ al spin del
primer electrón en un
átomo.
Principio de Exclusión de Pauli
• No puede haber en un
mismo átomo dos
electrones con sus cuatro
números cuánticos
iguales, sí pueden existir
dos electrones tengan
tres números cuánticos
iguales pero el cuarto
debe ser distinto.
• Por cada orbital existen
probablemente sólo 2
electrones en
movimiento.
Principio de Máxima Multiplicidad
de Hund
• Cuando los electrones
penetran en un nivel de
valores dados de “n” y
“ℓ”, los valores de “s”
mantienen el mismo
signo, o sea, igual spin
(llamado spin paralelo)
hasta que se haya
semicompletado la
capacidad, sólo entonces
se inicia el apareamiento
Los electrones se distribuyen de a
pares:
LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
DE LOS ÁTOMOS
• Corresponde a la forma
matemática de
considerar el llenado de
los niveles energéticos
con electrones.
• Este llenado se hace por
el según el diagrama de
Moller.
Aplicación
• 1. Los números
cuánticos principal y
azimutal
correspondientes al
undécimo electrón
para un átomo
cualquiera deben ser
• A) 2 y 0
• B) 2 y 1
• C) 3 y 0
• D) 3 y 1
• E) 3 y 2
• 2. Si un átomo neutro
tiene Z = 11, el último
electrón se ubica en un
orbital
• A) s
• B) px
• C) py
• D) pz
• E) dxy
• 3. Es incorrecto decir
que
• A) un electrón al alejarse del
núcleo absorbe energía.
• B) un electrón ubicado en el
primer nivel es menos
energético.
• C) al acercarse al núcleo un
electrón, se libera energía.
• D) si un electrón permanece
en un nivel pierde
lentamente energía.
• E) es más fácil para un
electrón cambiar de nivel
cuanto más alejado esté del
núcleo.
• 4. La diferencia energética
entre dos niveles
consecutivos es
• I) mayor cerca del núcleo.
• II) menor cerca del núcleo.
• III) mayor lejos del núcleo.
• IV) insignificante, no
importando dónde esté.
• A) sólo I
• B) sólo II
• C) sólo III
• D) sólo IV
• E) II y III
5. Las denominadas “órbitas” del modelo atómico
de Bohr, se transforman ahora en “orbitales”,
es decir, ya no se acepta que el electrón tenga una
trayectoria definida alrededor del núcleo,
pero si que exista una zona de mayor probabilidad
de encontrarlo. Esta zona de probabilidad
lo determina
A) n, número cuántico principal.
B) ℓ, número cuántico secundario.
C) m, número cuántico magnético.
D) s, número cuántico de spin.
E) La combinación de los cuatro números
cuánticos.
6. De las siguientes afirmaciones, una
es incorrecta. Indique cual
A) los números cuánticos son las
variables que describen al electrón
B) un orbital es la zona de mayor
probabilidad de encontrar al electrón
C) en el segundo nivel hay un total de
4 orbitales
D) el segundo nivel puede contener
como máximo 8 electrones
E) los orbitales f recién aparecen en el
tercer nivel
7. ¿Cuáles de los siguientes iones tienen la
misma configuración electrónica que el Helio
(Z=2)?
I) 3Li+
II) 4Be2+
III) 5B+3
A) sólo II
B) sólo II y III
C) sólo I y III
D) I, II y III
E) ninguno
8. La configuración electrónica del siguiente
ión x-2 es
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
Entonces el número atómico del elemento
es
A) 32
B) 34
C) 36
D) 37
E) 38
9. Los números cuánticos n y ℓ del tercer electrón de un átomo
son respectivamente
A) 1 y 0
B) 1 y 1
C) 2 y 0
D) 2 y 1
E) 3 y 0
10. ¿Cuáles de los siguientes elementos tienen 3 electrones
desapareados?
I) 5B
II) 7N
III) 13Al
IV) 15P
A) sólo I
B) sólo II
C) I, II y III
D) II y IV
E) todos
Comentario:
La cantidad de electrones que el cuarto nivel de energía puede
contener, está dado por la fórmula 2(n2), donde n corresponde al
nivel de energía en cuestión. Para n=4, el número de electrones
posibles debe ser 32, luego la opción III es correcta.
El número de orbitales por nivel está dado por la fórmula n2, así que
para el caso, el número de orbitales debe ser 16 (principio de
exclusión).
Con 16 orbitales podemos inferir lo siguiente
1 orbital s
3 orbitales p
5 orbitales d
7 orbitales f
Se concluye que existen orbitales s, p, d, f.
Todas las alternativas son correctas
Alternativa correcta: es la E.
De las siguientes configuraciones
electrónicas de átomos neutros,
cuatro de ellas se encuentran en su
estado fundamental y sólo una está
en un estado excitado, indique cuál
A) 1s2, 2s1
B) 1s2, 2s2 2p1
C) 1s2, 2s2 2p2, 3s1
D) 1s2, 2s2 2p6, 3s1
E) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p1
El estado fundamental en un átomo corresponde
al que presenta todos sus electrones en los
orbitales de menor energía. Es decir, respetando
todos los principios (mínima energía, exclusión y
máxima multiplicidad).
El átomo al recibir un cuanto de energía
promueve un electrón a un estado superior de
energía, quedando en estado excitado.
En la alternativa C), la configuración en estado
fundamental sería 1s2, 2s2 2p3
Al recibir energía un electrón del 2p pasó al 3s.
El número cuántico azimutal para el
electrón diferencial del elemento cuyo
número atómico es 19, corresponde a
0
1
2
3
-1
Aclaremos algunos conceptos:
Electrón diferencial: último electrón de un átomo, se ubica en el nivel de
valencia y es el más energético.
Número cuántico azimutal (número secundario): corresponde a la zona de
mayor probabilidad donde encontrar un electrón.
Los valores permitidos para el número azimutal son: 0, 1, 2 y 3 y
dependen exclusivamente del orbital donde se encuentre el electrón.
spdf
0123
Para un elemento con número atómico 19, la configuración electrónica es
la que sigue
1s2, 2s22p6, 3s23p6, 4s1
El electrón diferencial se encuentra en el nivel 4, en el orbital s (4s1) por lo
tanto, de acuerdo con lo anterior, su número azimutal es 0.
Alternativa correcta: es la A.