COLEGIO MILITAR GENERAL GUSTAVO MATAMOROS D´CO … · se divide en 7 niveles de energía...
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Recuerda que lo átomos tienen un núcleo donde
se encuentran los protones y los neutrones, pero
alrededor del núcleo están los electrones girando
en las llamadas órbitas. Un átomo puede tener
varias órbitas alrededor de su núcleo y sobre las
cuales están girando sus electrones
La Configuración o Distribución electrónica nos dice
como están ordenados los electrones en los distintos
niveles de energía (órbitas), o lo que es lo mismo
como están distribuidos los electrones alrededor del
núcleo de su átomo ¿Cómo saber los electrones
que tienen los átomos en cada una de sus órbita?
Pues bien, eso es lo que se llama la configuración
electrónica de un elemento de la tabla periódica.
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Debe respetar el principio de exclusión de Pauli. Este
principio dice que no existen 2 electrones con los
cuatro números cuánticos iguales, por lo tanto, cada
orbital puede contener solo 2 electrones, con espín
opuesto. También hay que tener en cuenta el
principio de la máxima multiplicidad o también
llamado “Principio de Hund” que dice como se
deben completar los orbitales.
Los electrones tienden a ocupar todos los orbitales
disponibles y solo una vez parcialmente ocupados
todos los orbitales (1 electrón por cada orbital), se
disponen en pares. Parece complicando pero
resultará más fácil una vez visto el lado práctico
Los electrones, de un átomo, que tengan la misma
energía se dice que están en el mismo nivel de
energía. Estos niveles de energía también se llaman
orbitales de energía.
ORBITALES DE ENERGÍA
En la actualidad la periferia del núcleo (su alrededor)
se divide en 7 niveles de energía diferentes,
numerados del 1 al 7, y en los que están distribuidos
los electrones, lógicamente en orden según su nivel
de energía. Los electrones con menos energía estarán
girando en el nivel 1.
Pero además cada nivel se divide en subniveles.
Estos subniveles en los que se divide cada nivel
pueden llegar a ser hasta 4. A estos 4 subniveles se
les llama: s, p, d, f.
Resumen: niveles de energía hay del 1 al 7 y
subniveles hay 4 el s, p, d y el f.
En la imagen en el nivel 1 (no se aprecia el círculo
en la imagen pero está ahí) solo se permiten 2
electrones girando en ese nivel y además solo tiene
un subnivel, el S. No hay ningún átomo que tenga
más de 2 electrones girando en el primer nivel de
energía (puede tener 1 o 2 átomos).
Si ahora pasamos al nivel 2, vemos que tiene 2
subniveles, lógicamente el s y el p. Pero claro en el
nivel s solo habrá como máximo 2 electrones y en el
p como máximo 6
OJO hay átomos que no tienen los 4 subniveles,
como veremos más adelante, y átomos que no tienen
los 7 niveles de energía, pueden tener menos. Esto es
precisamente lo que queremos averiguar, cuantos
niveles y subniveles de energía tiene un átomo
concreto y cuantos electrones tiene en cada uno de
estos subniveles y niveles, es decir su Configuración
Electrónica.
Además, hay algo muy importante, en cada subnivel
solo podemos tener un número máximo de
electrones. Esto hace que podamos saber el número
de electrones fácilmente, o lo que es lo mismo la
distribución electrónica.
En el subnivel s solo puede haber como máximo 2
electrones, en el p 6, en el d 10 y en el f 14. (en cada
nivel hay 4 más que en el nivel anterior, es fácil de
recordar). ¡¡importante niveles y subniveles!!!
Fíjate que fácil: En el nivel 1 hay un subnivel, en el
2, 2 subniveles, en el 3, 3 subniveles y en el 4 hay 4
subniveles. ¿Fácil NO?. Los últimos niveles un poco
diferentes, por ejemplo en el 5, hay 4 subniveles,
no puede tener más porque solo existen 4. Y ahora
vamos a contar al revés, en el nivel 6, 3 subniveles y
en el último nivel, el 7 solo habrá..¿Cuántos? Pues si,
habrá 2 subniveles.
COLEGIO MILITAR GENERAL
GUSTAVO MATAMOROS D´CO
"Formamos Hombres Nuevos Para Una Colombia Mejor"
FECHA:
AREA : CIENCIAS NATURALES Y
MEDIO AMBIENTE
HORAS DE CLASE :
SEMANALES
GRADO:7º
ASIGNATURA: QUIMICA PERIODO 3
ESTUDIANTE: DOCENTE: DALFY YARIMA LÒPEZ ROJAS
Además, si hay un subnivel siempre será el s, si hay
2 serán el s y el p, si hay 3 serán el s, el p y el d, y si
hay 4 subniveles serán el s, el p, el d y el f.
Concretemos más nivel a nivel
Primero hay que completar los orbitales s del nivel
sucesivo antes de completar los d. Esto se debe a que
experimentalmente se ha observado que tal
configuración hace que el átomo tenga una energía
global lo más baja posible. Por ejemplo, el 4s se
completa antes del 3d y el 5s antes del 4d (salvo
excepciones) Ejemplo.
Un elemento X con Z=30, su configuración será la
siguiente: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 No siempre
es respetado el método aufbau, en algunos elementos
que van del Sc a Zn se observan algunas
“anomalías”. Mientras los orbitales 3d se completan,
su energía disminuye acercándose a la energía de los
orbitales 4s para luego pasar a ser más baja.
Concretemos más nivel a nivel:
- Primero de todo, recordar que en el subnivel s solo
puede haber como máximo 2 electrones, en el p 6, en
el d 10 y en el f 14. En cada nivel tendremos:
- En el nivel 1 solo hay un subnivel, y lógicamente
será el s.
- El nivel 2 hay 2 subniveles, el s y el p.
- En el nivel 3 hay 3 subniveles el s, el p y el d.
- En el nivel 4 hay 4 subniveles, el s, el p, el d y el f.
Pero OJO el nivel 5 tiene 4 subniveles también, pero
en el nivel 6 solo tiene 3 (hasta el d) y en el 7 solo
dos subniveles el s y el p.
Fíjate como quedarían cada nivel:
OJO antes de llegar a un nivel superior
tendremos que rellenar los niveles más bajo de
energía de electrones. Para llegar al nivel 2p,
primero tenemos que llenar de electrones el 1s (con
2 electrones), el 2s (con otros 2) y luego ya
llenaríamos el 2p con un máximo de hasta 6, como
ya sabemos.
Según esta tabla podríamos saber....
¿Cuantos electrones máximos Podemos tener en
cada Nivel de Energía? - En el nivel 1 solo soporta hasta orbitales s
(subnivel), por lo tanto, podríamos tener como
máximo 2 electrones.
- En el 2, hasta p, por lo tanto, podríamos tener 2 de
s y 6 de p, en total 8 electrones.
- En el 3, hasta d, por lo tanto, 2 de s, 6 de p y 10 de
d= 18.
- en el 4, hasta f, por lo tanto, 2 de s, 6 de p, 10 de d
y 14 de f = 32.
- En el 5, hasta f igual es decir 32.
- En el 6, hasta d (comienzas a perder energía) puede
tener como máximo 18 electrones.
- En el 7, hasta p, como máximo 8 electrones.
Como podemos apreciar ningún átomo tendrá una
configuración 6f, por ejemplo, pero si 4f en su
configuración.
Bien pues ahora si supiéramos cuantos electrones
tiene un elemento concreto de la tabla periódica,
ya podríamos saber cómo se distribuyen esos
electrones alrededor de su núcleo. El número de
electrones que tiene el átomo de cada una de los
elementos diferentes que conocemos viene en
la tabla periódica de los elementos, es su número
atómico o Z. es muy fácil. De todas formas veremos
cómo ni siquiera debemos saber esto para hacer la
configuración electrónica de un elemento, aunque es
mejor entenderlo.
Veamos algunos ejemplos. Imaginemos el Helio.
Sabemos que tiene 2 electrones. ¿Cómo estarán
distribuidos?. Sencillo. El primer nivel permite 2
átomos, pues ahí estarán sus dos electrones. Además
el primer nivel solo permite un subnivel, el s, y en
este subnivel puede tener un máximo de 2 electrones.
Conclusión estarán girando alrededor del nivel 1
y sus dos electrones estarán en el subnivel s, del
nivel de energía 1.
Cuando queremos hacer la configuración
electrónica de un elemento concreto, por ejemplo
la de Helio del caso anterior, tendremos que tener
una forma de expresarlo y que todo el mundo
utilice la misma forma. se hace así
Si te fijas en la imagen, se pone un número que nos
dice de qué nivel de energía estamos hablando,
detrás y en minúscula, la letra del subnivel de ese
nivel del que estamos hablando, y un exponente
sobre la letra del subnivel que nos dice el número
de electrones que hay en ese subnivel. En este caso
como es el subnivel s nunca podría tener un
exponente mayor de 2, ya que son los máximos
electrones que puede tener este subnivel. Tenemos la
configuración electrónica del Helio
La más fácil será la del Hidrógeno, que tiene un
electrón. Será 1s1 .
¿Y si tiene 3 electrones? Por ejemplo el caso del
Litio (Li). Tendrá 2 electrones en el primer nivel (son
los máximos), y uno en el segundo. ¿Cómo lo
expresamos?
1s2 2s1 En el nivel de energía 1 y subnivel s = 2
electrones, ya estaría llena por lo que pasamos al
nivel 2. En este nivel estará el electrón que nos falta
por acomodar. Lo acomodamos en el primer subnivel
del nivel 2. El primer subnivel de un nivel es siempre
el s, el segundo el p, el tercero el d y el cuarto el f.
Luego 2s1 significa nivel 2 subniveles s con un
electrón. Ya tenemos los 3 electrones del Litio en su
sitio y expresada correctamente su configuración
electrónica.
Si tuviéramos más electrones iríamos poniendo el
cuarto en el nivel 2 y en el subnivel s (que ya sabemos
que entran 2), pero si tuviéramos 5 tendríamos que
poner el quinto en el nivel 2 pero en la capa p. Así
sucesivamente.
Pero para esto es mejor utilizar un esquema muy
sencillo, ya que algunas veces, antes del llenar algún
subnivel posible de un nivel, se llena un subnivel de
otro nivel superior.
El orden en el que se van llenando los niveles de
energía es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. OJO Fíjate
que antes de llenarse el nivel 3 por completo, se
empieza a llenar el nivel 4. (Pasa del 3s, 3p al 4s y
no al 3d). Pero tranquilo para esto hay un
esquema muy sencillo.
El esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo
podemos tener utilizando la regla de la diagonal.
Deberás seguir atentamente la flecha del esquema
comenzando en 1s; siguiendo la flecha podrás ir
completando los orbitales con los electrones en
forma correcta.
Es importante recordar que los orbitales se van
llenando en el orden en que aparecen, siguiendo esas
diagonales, empezando siempre por el 1s.
Con esta simple regla, sabiéndose la imagen anterior
es muy fácil sacar la configuración electrónica de
cualquier elemento. Veamos cómo se hace
definitivamente.
Configuración Electrónica de los Elementos
Recuerda que en cada subnivel hay un número
máximo de electrones s = 2e-, p = 6e-, d = 10e- y f
=14e-
En el subnivel s solo puede haber como máximo
2 electrones, en el p 6, en el d 10 y en el f 14.
Si hacemos la configuración electrónica de un átomo
de un elemento con 10 electrones (número atómico
que se saca de la tabla periódica, es el Neón)
siguiendo la regla de la diagonal su configuración.
Quedaría así = 1s2 2s2 2p6
Explicación
Siguiendo el esquema empezamos por el nivel 1s el
cual lo llenamos con su número máximo de
electrones (2) y sería 2s2, como nos faltan 8
electrones más siguiendo el esquema pasamos al
nivel 2s, que también como es nivel s solo puede
tener 2 electrones, por lo tanto 2s2. Ahora pasamos
al nivel 2p que por ser nivel p puede tener como
máximo 6 electrones, precisamente los que nos faltan
para llegar a 10,por lo tanto sería 2p6. Al final queda:
1s2 2s2 2p6
¿Y si tuviera 9 electrones? pues muy sencillo igual
pero al llegar al nivel 2p solo pondríamos 5
electrones en ese nivel, 2p5 y quedaría 1s2 2s2 2p5.
el nivel 2p no se llena por completo.
Cuantos electrones tiene un átomo en su última
capa? Pues en el caso del de 10 electrones en su
última capa tendrá 6 electrones y el en el caso del 9,
en su última capa tendrá 5. Estos son sus
electrones de valencia.
Por cierto, el de 9 electrones es el Flúor (F) y el de
10 el Neón (Ne). Lo puedes comprobar en la tabla
periódica de los elementos.
Veamos algunos ejemplos más:
Configuración electrónica del Nitrógeno: Lo
primero miramos en la tabla periódica y tiene un
número atómico = 7. Con esto sacamos su
configuración:
Nitrógeno: 1s2 2s2 2p3
Aquí tienes más ejemplos. Te ponemos el Z o
número atómico primero (en negrita) y luego la
configuración electrónica.
Ejemplos de la Configuración Electrónica
Hidrógeno 1 = 1s1
Helio 2 = 1s2
Litio 3 = 1s2 2s1
Berilio 4 = 1s2 2s2
Boro 5 1s2 2s2 2p1 =
Carbono 6 = 1s2 2s2 2p2
Nitrógeno 7 = 1s2 2s2 2p3
Oxígeno 8 = 1s2 2s2 2p4
Flúor 9 = 1s2 2s2 2p5
Neón 10 = 1s2 2s2 2p6
Sodio 11 = 1s2 2s2 2p6 3s1
Magnesio 12 = 1s2 2s2 2p6 3s2
Aluminio 13 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Silicio 14 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
Fósforo 15 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Azufre 16 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Cloro 17 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Argón 18 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Potasio 19 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
Calcio 20 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
ALGUNAS EXCEPCIONES DE LA
CONFIGURACIÓN ELECTRONICA:
La configuración del Cromo seria [Ar]4s2 3d4 ( con
[Ar] se indica la configuración electrónica del
Argón). Sin embargo, análisis espectrofotométricas y
químicas demuestran que Cr tiene 1 solo electrón en
el orbital 4s. Su configuración electrónica correcta es
[Ar] 4s1 3d5 Los elementos de Mn a Ni tienen las
configuraciones previstas con el método aufbau
porque es más fácil que se forme un par de electrones
en un orbital 4s que en un 3d.
Otras excepciones también son
Nb [Kr]4d45s1
Ru [Kr]4d75s1
Rh [Kr]4d85s1
Pd [Kr]4d10
W [Xe]4f145d4 6s²
Pt [Xe]4f145d96s1
ACTIVIDAD:
1. Lee detenidamente la guía realiza una síntesis o
Realiza un resumen de la información de la guía
2. Semana los niveles y su niveles de energía cuales
son y como se representan
3. Cuantos electrones caben en cada nivel
4. Cuantos en cada subnivel
5. En que consiste el Principio de Hund y que otro
nombre tiene
6. Realiza todos los gráficos.
7. Realiza la configuración electrónica de azufre,
carbono, yodo. mercurio. cobre. plata, oro silicio
potasio, calcio fosforo, bromo, oxigeno, flúor,
sodio. Helio hidrogeno y aluminio.
8. la página final tiene la configuración electrónica
de todos los elementos de la tabla periódica
imprímela y anéxala a tu cuaderno.