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IE Manuel Germán Cello Gutiérrez
Química - Unidad 1
Configuración electrónica
La configuración electrónica es el modo en que los electrones de un átomo se disponen
alrededor del núcleo. En otras palabras, y de acuerdo con el modelo de Böhr, la configuración
electrónica nos indica en qué niveles y subniveles de energía se encuentran los electrones de
un átomo. Los niveles de energía los llamaremos 1, 2, 3, 4, 5... y a los subniveles s (con 2
electrones como máximo), p (con 6 electrones como máximo), d (con 10 electrones como
máximo) y f (con 14 electrones como máximo).
1. Regla de la diagonal o diagrama de Möeller
El orden en el que se van llenando los niveles de energía es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p... El
esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo podemos tener utilizando la regla de la
diagonal, siguiendo el diagrama de Möeller, para ello debes seguir atentamente la flecha del
esquema comenzando en 1s; siguiendo la flecha podrás ir completando los orbitales con los
electrones en forma correcta.
Escribiendo configuraciones electrónicas
Para escribir la configuración electrónica de un
átomo es necesario:
Saber el número de electrones que el átomo
tiene; basta conocer el número atómico (Z) del
átomo en la tabla periódica. Recuerda que el
número de electrones en un átomo neutro es
igual al número atómico (Z = p+).
Ubicar los electrones en cada uno de los niveles
de energía, comenzando desde el nivel más
cercano al núcleo (n = 1).
Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (s =
2e-, p = 6e-, d = 10e- y f = 14e-).
Diagrama de Möeller
Ejemplo 1:
Los orbitales se llenan en orden creciente de energía, con no más de dos electrones por orbital,
según el principio de construcción de Aufbau.
Litio (Z = 3). Este elemento tiene 3 electrones. Empezaremos llenando el orbital de menor
energía con dos electrones que tendrán distinto spin (ms). El electrón restante ocupará el orbital
2s, que es el siguiente con menor energía:
1s2 2s1
3Li
Modelo de Böhr
3p+
2e
n=1
1e
n=2
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Ejemplo 2:
Potasio (Z = 19). Este elemento tiene 19 electrones. Empezaremos llenando el orbital de menor
energía con dos electrones que tendrán distinto spin. El electrón restante ocupará el orbital 2s,
que es el siguiente con menor energía:
1s2 2s2
19K
2p6
19p+
3s2
2e
n=1
3p6
8e
n=2
8e
n=3
4s1
1e
n=4
Modelo de Böhr
2. Principio de construcción de Aufbau
Se denomina principio de construcción (Aufbau) al procedimiento para deducir la configuración
electrónica de un átomo, y consiste en seguir un orden para el llenado de los diferentes
orbítales, basado en los diferentes valores de la energía de cada uno de ellos. Para recordarlo
se utiliza el diagrama de Möller o de las diagonales.
Además del principio de construcción hay que tener en cuenta
El principio de exclusión de Pauli: establece que no es posible que dos electrones de un átomo
tengan los mismos cuatro números cuánticos iguales. Esto implica que en un mismo orbital
atómico sólo pueden coexistir dos electrones con espines opuestos.
La regla de Hund: establece que si hay más de un orbital en un mismo subnivel, los electrones
están lo más desapareados posibles, ocupando el mayor número de ellos. Esto significa, que
los electrones ocupan los orbitales de uno en uno y no por pares.
3. Tipo de configuraciones electrónicas
Existen cuatro tipos de configuración electrónica , ellos son :
Configuración estándar Se representa la configuración electrónica considerando la
configuración estándar (la que se obtiene del diagrama de Möeller). Recuerda que los orbitales
se van llenando en el orden en que aparecen.
Configuración condensada Los niveles que aparecen llenos en la configuración estándar, se
pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII A o grupo 18), donde el número
atómico del gas, coincida con el número de electrones que llenaron el último nivel. Los gases
nobles son (He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn).
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Configuración desarrollada Consiste en representar todos los electrones de un átomo,
empleando flechas para simbolizar el spin de cada unos. El llenado se realiza respetando el
principio de exclusión de Pauli y la Regla de máxima multiplicidad de Hund
Configuración semidesarrollada Esta representación es una combinación entre la configuración
condensada y la configuración desarrollada . Aquí solo se representan los electrones del último
nivel de energía.
La representación de las 4 configuraciones para el 24 Cr , son :
Configuración estándar
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
Configuración condensada
[Ar] 4s2 3d4
Configuración desarrollada
1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d4
Configuración semidesarrollada
[Ar] 4s2
3d4
Los números cuánticos se denominan con las letras n, m, l y s y nos indican la posición y la
energía del electrón. Ningún electrón de un mismo átomo puede tener los mismos números
cuánticos.
El significado de los números cuánticos es :
n = número cuántico principal, que indica el nivel de energía donde se encuentra el electrón,
asume valores enteros positivos, del 1 al 7 .
l = número cuántico secundario, que indica el subnivell en el que se encuentra el electrón,
puede ser s , p , d y f (0 , 1 , 2 y 3 ).
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m = número cuántico magnético, representa la orientación de los orbitales en el espacio, o el
tipo de orbital, dentro de un orbital especifico. Asume valores del número cuántico secundario
negativo (-l) pasando por cero, hasta el número cuántico positivo (+l) .
s = número cuántico de spin, que describe la orientación del giro del electrón. Este número tiene
en cuenta la rotación del electrón alrededor de su propio eje a medida que se mueve rodeando
al núcleo. Asume únicamente dos valores +1/2 y En resumen los números cuánticos se expresan :
n : Nivel de energía (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)
l : Subnivel (s=2, p=6, d=10 y f=14)
m : magnético (m=-l ,0 +1) desde -l, pasando por cero, hasta +l.
s : spin (-1 , + 1 ).
1. Capacidad de alojamiento de electrones en los subniveles y orbitales
Según los estudios realizados acerca del átomo, se puede concluir que los niveles de energía
son 7 y que a su vez estos están formados por subnivels que son 4 y los subniveles formados
por orbitales.
a. Completa la siguiente tabla de datos :
Nivel
Subnivel
# de orbitales
1
s
1
2
s, p
3
3
s,p,d
5
4,5,6,7
s,p,d,f
7
# Máx de e por
subnivel
# máx de e por orbital
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b. Representación de la distribución de electrones por nivel, subnivel y orbital
1s2
Donde
1 Representa .................................................................................................................................
s Representa .................................................................................................................................
2 Representa..................................................................................................................................
Representa: ...................................................................................................................
Representa: .......................................................................................................................
b. Leer la información
2
2s2 2p6 3s1
11Na = Sodio (Z = 11) : 1s
Se interpreta de la siguiente manera: el elemento Sodio posee.............niveles de energía
- En el primer nivel se ubican........ electrones en un orbital tipo s.
- En el segundo nivel se ubican 8 electrones.....electrones están en el orbital tipo s y los otro .....
electrones se ubican en el orbital tipo p
- En el tercer nivel solo se ubica........ electrón en el orbital tipo s
c. Explicación del principio de exclusión de Pauli
Observa las dos configuraciones electrónicas siguientes, explicando cuál de ellas no cumple el
principio de exclusión de Pauli y justificando la elección
1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
...............Cumple porque............................
.................................................................
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
...............Cumple porque............................
.................................................................
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c. Explicación de la regla de Hund
Observa las dos configuraciones electrónicas siguientes, explicando cuál de ellas no cumple la
regla de Hund y justificando la elección
1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
...............Cumple porque............................
.................................................................
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
...............Cumple porque............................
.................................................................
2. Configuración electrónica estándar
Tomando como guía el diagrama de Möeller, realiza la configuración electrónica estándar de:
Elemento
Hidrógeno
Símbolo
Z
1H
1
Configuración electrónica estándar
1s1
Helio
Litio
Berilio
Boro
Carbono
Nitrógeno
Oxígeno
Flúor
Neón
3. Configuración electrónica condensada
Completa la tabla siguiente con la configuración electrónica condensada. Seguir el diagrama de
Möeller y la información del número atómico de los gases nobles con la tabla periódica
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Elemento
Magnesio
Símbolo
Z
12Mg
12
Configuración electrónica estándar
[Ne] 3s1
Aluminio
Fósforo
Cloro
Titanio
Arsénico
Plata
Platino
Oro
Mercurio
4. Configuración electrónica desarrollada
Completa las siguientes tabla con la configuración electrónica desarrollada. Usar información
obtenida en la tabla del punto 2
Elemento
Z
Hidrógeno
1
Helio
2
Litio
3
Berilio
4
Boro
5
Carbono
6
Nitrógeno
7
Oxígeno
8
Flúor
9
Neón
10
Configuración
electrónica
1s
1s
Diagrama de orbitales
2s
2p
1
1s1 2s1
1s1 2s2 2p1
1s1 2s2 2p4
1s1 2s2 2p6
7
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5. Configuración electrónica semidesarrollada
Completa las siguientes tabla con la configuración electrónica semidesarrollada.
Elemento
Gas noble
antecede
C. electrónica
Diagrama de orbitales
1s
2s
2p
3s
3p
Litio
Berilio
Sodio
Magnesio
1. Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas corresponde al átomo de cobre (Cu), de número
atómico 29
A. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4p1
B.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
C.1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
D. s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s10 4p2
2. Cuántos electrones poseen los átomos de argón (Ar), de número atómico 18, en su capa o nivel de
energía más externo
A. 2 electrones
B. 8 electrones
C. 7 electrones
D. 18 electrones
3. Un alumno escribió la siguiente configuración electrónica desarrollada del Flúor ( 9F)
1s2
2s2
2p5
La configuración electrónica está errada porque
A. Los átomos de Flúor carecen de electrones
B. La distribución electrónica del Flúor debería llegar hasta 3s 2
C. La configuración electrónica del Flúor no cumple con la regla de Hund
D. En la configuración electrónica se debe eliminar un electrón con su espín -1 del último orbital 2p
4. Los siguientes subniveles s, p, d, f pueden albergar respectivamente los siguientes electrones
A.2, 4, 6, 8
Vive como si fueras a morir mañana; aprende como si el mundo fuera a durar para siempre.
Mahatma Gandhi
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B.4,2,6,10
C.3,6,8,10
D.2,6,10,14
Responde la información de la 5 a la 8 con la información que te ofrece la siguiente tabla de datos:
5. La siguiente tabla muestra la configuración electrónica de 3 elementos químicos:
Elemento químico
Configuración electrónica
m
1s2 2s2 2p6 3s1
n
1s2 2s2 2p6 3s2
l
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
Al organizar la distribución electrónica con el modelo de Bóhr de uno de los átomos, este corresponde a:
19p+
2e
n=1
A. n
B. m
C. l
8e
n=2
2e
n=3
n=4
D. Ninguna
6. La configuración electrónica semidesarrollada de
23l
es:
A. [18Ar] 4s2
3d4
B. [18Ar] 4s2
3d3
C. [18Ar] 4s2
3d4
D. [18Ar] 4s2
3d3
7. La configuración electrónica condensada de 11m es:
A. [10Ne] 3s2
B. [10Ne] 4s1 3d3
C. [10Ne] 3s1
8. La configuración electrónica desarrollada de 11m es:
A. 1s2 2s2
2p6
3s1
B. 1s2 2s2
C. 1s2 2s2
2p6
3s1
D. 1s2 2s2
D. [10Ne] 4s2 3d1
2p6
2p6
3s1
3s1
.
9. Si la configuración electrónica de un elemento es 1s2 2s2 2p6 3s1 se puede decir que
A. El elemento tiene un electrón desapareado en su última capa o nivel de energía
B. El elemento esta en el grupo 1 y en el nivel 2
La educación es el arma más poderosa que puedes usar para cambiar el mundo. Nelson Mandela
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Química - Unidad 1
C. Los electrones menos energéticos son los de 2s2
D. Los electrones más energéticos son los de 2p6
10. En la siguiente tabla se observa la representación de tres partículas subatómicas:
Partículas subatómicas
Representación
Electrones
Protones
Neutrones
De acuerdo con la tabla, si la configuración electrónica del litio es 1s 2 2s1, la ilustración que mejor
representa un átomo neutro de litio es:
A.
B.
C.
D.
Hoja de Respuestas
Apellidos y Nombres:....................................................................................................................
Grado 7 01 02 03
Junio......del 2014
10
La verdadera educación consiste en obtener lo mejor de uno mismo. Mahatma Gandhi