configuracionelectronicadeloselementosquimicos

DEFINICIÓN DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

• Ordenamiento de los electrones en la corteza del átomo.

1

REGLAS PARA ORDENAR

LOS ELECTRONES EN LA

CORTEZA DEL ÁTOMO

2

1º REGLA: NIVELES DE ENERGÍA

Existen 7 niveles de energía (n, niveles de

energía de Bohr) o capas donde pueden

situarse los electrones, numerados del 1 al 7.

1 2 3 4 5 6 7

3

2º REGLA: SUBNIVELES

4

Cada nivel tiene sus electrones distribuidos en

distintos subniveles, que pueden ser de cuatrotipos:

s, p, d, f.

2º REGLA: SUBNIVELES

5

1 2 3 4 5 6 7

s sp spd spdf spdf spd sp

6

DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN LA CORTEZA.

• Según modelo ACTUAL, los electrones se distribuyen en diferentes niveles, que llamaremos capas. Con un número máximo de electrones en cada nivel o capa.

Nivel o capan

Numero máximo de electrones

1 2

2 8

3 18

4 32

5 32

3º REGLA:

CANTIDAD DE ORBITALES/ SUBNIVEL

Subnivel Orbitales

7

s 1

p 3

d 5

f 7

8

DEFINICIÓN• Son regiones más

pequeñas, más angostas donde se localizan los electrones.

• Son parte de los niveles de energía y son nombrados según la característica de las líneas espectrales de la emisión atómica

• Se llaman también número quántico secundario o azimutal. Se representa con la letra l

• Son 4 los subniveles:

SUBNIVEL NOMBRE CARACTERÍSTICA DEL ESPECTRO

s Sharp Nítidas pero de poca intensidad

p Principal Líneas intensas

d Difuso Líneas difusas

f Fundamental Líneas frecuentes

3º REGLA: CANTIDAD DE ORBITALES/ SUBNIVEL

9

1 2 3 4 5 6 7

1 1,3 1,3,5 1,3,5,7 1,3,5,7 1,3,5 1,3

4° REGLA: CANTIDAD DE ELECTRONES / SUBNIVEL

10

Si cada ORBITAL puede contener

HASTA 2 ELECTRONES,

entonces…

11

FÓRMULA PARA DETERMINAR EL No DE e-EN CADA SUBNIVEL

• Se aplica la fórmula 2( 2l + 1)

• Valor cuántico de los subniveles: s=0, p=1, d=2 y f=3.

SUBNIVEL FÓRMULA2( 2l + 1)

S 2(2(0)+1)= 2e-

p 2(2(1)+1)= 6e-

d 2(2(2)+1)= 10e-

f 2(2(3)+1)= 14e-

4º REGLA: CANTIDAD DEELECTRONES / SUBNIVEL

12

1 1,3 1,3,5 1,3,5,7 1,3,5,7 1,3,5 1,3

1 2 3 4 5 6 7

2 2,6 2,6,10

2,6,10,142,6,10,14

2,6,102,6

RESUMIENDO…

13

14

1 1,3 1,3,5 1,3,5,7 1,3,5,7 1,3,5 1,3

1 2 3 4 5 6 7

2 2,6 2,6,10 2,6,10,14 2,6,10,14 2,6,10 2,6

2 8 18 32 32 18 8

15

• Dentro de cada nivel ,existen además subniveles u orbitales con probabilidad de encontrarnos electrones.

Nivel Max de e- Subnivel u orbitales Max de e-

1 2 s 22

2 8s 22

p 66

3 18

s 22

p 66

d 1010

4 32

s 22

p 66

d 1010

f 1414

5 32

s 22

p 66

d 1010

f 1414

6 18

s 22

p 66

d 1010

16

NIVEL SUB-NIVEL ORBITALES

1 1S 0

2 2S 0

2P -1,0,+1

3 3S 0

3P -1,0,+1

3d -2,-1,0,+1,+2

4 4S 0

4P -1,0,+1

4d -2,-1,0,+1,+2

4f -3,-2,-1,0,+1,+2,+3

17

7s6s

7p6p5p

4d 6d5d

4f 5f

REGLA DE MOELLER• Esquema simplificado que ayuda a ubicar los electrones en niveles y

subniveles en orden de energía creciente. Se le conoce también como la regla de SARRUS y comúnmente denominada “regla del serrucho”

1s 2s 3s 4s 5s

2p 3p 4p

3d

18

19

Números cuánticos

n Número cuántico principal (n = 1, 2, 3, …)

l Número cuántico secundario (m = 0, 1, … (n-1))

ml Número cuántico magnético (ml = -1, 0, + 1)

s Número cuántico de spin ( s = +/- ½ )

El número cuántico principal está relacionado con el tamaño del orbital y el valor de la energía.

El número cuántico secundario esta relacionado con la forma del orbital, con el momento angular y con la energía del orbital. Se le asignan las letras:

l = 0 s (sharp, definido); l = 1 p (principal); l = 2 d (difuso); l =3 f (fundamental).

El número cuántico magnético está relacionado con la orientación del orbital en el espacio.

El número cuántico de spin está relacionado con la rotación sobre su eje del electrón, generando un campo magnético con dos posibles orientaciones según el giro.

20

n l m s1s 1 0 0 ±1/22s 2 0 0 ±1/22p 2 1 –1,0,1 ±1/23s 3 0 0 ±1/23p 3 1 –1,0,1 ±1/23d 3 2 –2, –1,0,1,2 ±1/24s 4 0 0 ±1/24p 4 1 –1,0,1 ±1/24d 4 2 –2, –1,0,1,2 ±1/24f 4 3 –3,–2, –1,0,1,2,3 ±1/2

21

Forma de los orbitales

22

Configuración electrónica de los átomos

La distribución de los electrones de un átomo en orbitales recibe el nombre de configuración electrónica.

Cuando ésta es la de menor energía se trata de la configuración electrónica fundamental.

En cualquier otra configuración electrónica permitida con un contenido energético mayor del fundamental se dice que el átomo está excitado.

La configuración electrónica fundamental se obtiene a partir de tres reglas:

Principio de mínima energía o Aufbau

Principio de máxima multiplicidad de Hund

Principio de exclusion de Pauli

23

Principio de mínima energía (aufbau)

• La distribución electrónica de una átomo se realiza en orden creciente a su ER

• Los electrones se colocan siguiendo el criterio de mínima energía.

• Es decir se rellenan primero los niveles con menor energía.

• No se rellenan niveles superiores hasta que no estén completos los niveles inferiores.

24

ORDEN ENERGETICO DE LOS SUB-NIVELES

7P6d5f 7S6P5d4f6S5P4d5S4P3d4S3P3S2P

2S 1S ↑ Energía

1 s

2 s

3 s

2 p

3 p

4 fE

nerg

ía

4 s4 p 3 d

5 s

5 p4 d

6s

6 p5 d

n = 1; l = 0; m = 0; s = – ½n = 1; l = 0; m = 0; s = – ½n = 1; l = 0; m = 0; s = + ½n = 1; l = 0; m = 0; s = + ½n = 2; l = 0; m = 0; s = – ½n = 2; l = 0; m = 0; s = – ½n = 2; l = 0; m = 0; s = + ½n = 2; l = 0; m = 0; s = + ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = 0; s = – ½n = 2; l = 1; m = 0; s = – ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 2; l = 1; m = 0; s = + ½n = 2; l = 1; m = 0; s = + ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 0; m = 0; s = – ½n = 3; l = 0; m = 0; s = – ½n = 3; l = 0; m = 0; s = + ½n = 3; l = 0; m = 0; s = + ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = 0; s = – ½n = 3; l = 1; m = 0; s = – ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 1; m = 0; s = + ½n = 3; l = 1; m = 0; s = + ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 4; l = 0; m = 0; s = – ½n = 4; l = 0; m = 0; s = – ½n = 4; l = 0; m = 0; s = + ½n = 4; l = 0; m = 0; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = 0; s = + ½n = 3; l = 2; m = 0; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = + ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 4; l = 1; m = 0; s = + ½n = 4; l = 1; m = 0; s = + ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = + ½n = ; l = ; m = ; s = n = ; l = ; m = ; s =

PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI

“Dos electrones no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo, es decir dos electrones no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos iguales, al menos en uno deben de ser diferentes”

“Dos electrones en un mismo orbital deben de representarse con giros en sentidos contrarios”

CORRECTO INCORRECTO

PRINCIPIO DE LA MAXIMA MULTIPLICIDAD

“Los electrones por ser partículas con carga negativa tienden a separarse, por lo que sí en un mismo subnivel hay orbitales disponibles, lo electrones tienen a ocupar lo máximo posible de esos orbitales”

S2

P3 d6Px Py Pz d1

f1

d2 d3 d4 d5

f2 f3 f4 f5 f6 f7

f7

27

Principio de máxima multiplicidad (regla de Hund)

• Ningún orbital de un mismo subnivel puede contener dos electrones antes que los demás contengan por lo menos uno.

• Cuando un nivel electrónico tenga varios orbitales con la misma energía, los electrones se van colocando desapareados en ese nivel electrónico.

• No se coloca un segundo electrón en uno de dichos orbitales hasta que todos los orbitales de dicho nivel isoenergético están semiocupados.

28

Tipos de Configuración Electrónica

• Desarrollada:

• Semidesarrollada:

• Abreviada:

2 2 2 2 11 2 2 2 2x y zs s p p p

2 2 51 2 2s s p

[ ] 2 52 2He s p

PARA ESCRIBIR LA C.E. DE CUALQUIER ÁTOMO….

• Debo saber cuántos electrones posee.

• Formas de saber la cantidad de electrones:

ZGrupo y PeríodoA y neutrones

29

Configuración electrónicaConfiguración electrónica del 11Na

1s22s22p63s1

Nivel de energía

Nivel de energía Subnivel

de energía

Subnivel de energía

Número de electrones

Número de electrones

Electrón de valencia

Electrón de valencia

LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DEL BROMO

Es la distribución de los electrones del Bromo en sus respectivos niveles, subniveles y orbitales.

Bromo35 Br80

P+ =35

n =45

e- =35

1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3d10 4P5

e-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 20 31 32 33 34 35

n 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4

l 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1

m 0 0 0 0 -1 0 +1 -1 0 +1 0 0 -1 0 +1 -1 0

s -½

+½

-½+½

-½ -½ -½+½

+½

+½

-½+½

-½-½

-½+½

+ ½

1

2

3

4

5

8

6

9

7

10

19

20

31

34

32

35

33

26

10

2 2

65

2

32

Escribe la configuración electrónica y la estructura atómica del potasio en su estado fundamental. Z = 19 , A = 39.

Solución: Como Z = 19 , quiere decir que en la corteza tenemos 19 electrones;

* Configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

* Estructura atómica Número másico (A) = número de protones (A) + número de neutrones Þ

▪ Núcleo; 19 protones y 20 neutrones ( 39 - 19 ) ▪ Corteza ; 19 electrones.

33

• 2.-  Escribe la configuración electrónica y la estructura atómica de las especies siguientes,  K+, Cl- . 

• ( K ® Z = 19 , A = 39 ) , ( Cl ® Z = 17 , A = 35 ).

•  Solución:• *  K+ : El potasio tiene 19 electrones en la corteza, pero el K+ 

tiene un déficit de 1 electrón por estar cargado positivamente por lo que en la corteza tendrá 18 electrones.

• Configuración electrónica         1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 

 Estructura   atómica     Núcleo;            19 protones y 20 neutrones Corteza;           18 electrones

34

• * Cl- : El cloro tiene 17 electrones en la corteza, pero el Cl- tiene un exceso de 1 electrón por estar cargado negativamente por lo que en la corteza tendrá 18 electrones.

• Configuración electrónica         1s2 2s2 2p6 3s2 3p

• Estructura atómica           

• Núcleo;            17 protones y 18 neutrones   Corteza;           18 electrones

• A las especies que poseen el mismo número de electrones se les denomina isoelectrónicas.         

¿CÓMO SE UBICAN LOS ELECTRONES?

• Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. 

• Se llena cada nivel y subnivel antes de colocar electrones en el nivel siguiente.

35

36

Actividad de Aprendizaje 

• Realizar la distribución electrónica de los siguientes elementos:

   Bromo, estroncio, telurio, cobre, zinc, estaño, yodo, plomo, potasio, francio, calcio, criptón, vanadio, germanio, mercurio, fósforo, helio, plata, bario, oro, fluor, níquel, boro, arsénico, americio, xenón, fierro, carbono, hidrógeno, azufre,

   platino, radio. 

37

LA  C. E. DE UN ELEMENTO QUÍMICO NOS PERMITE CONOCER SU UBICACIÓN EN LA T. P. Y

 PREDECIR SUS PROPIEDADES

COLUMNA DENTRO DEL BLOQUE

BLOQUE DE LA TABLA PERIÓDICA

PERÍODO

38