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Configuración electrónica

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CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

Nombre…………………………………………………………………………………………………………………………………….

Electrón

        El electrón es una partícula elemental, extranuclear, cuya masa en reposo es 9,1 × 10 – 28 [
g ]. Posee carga eléctrica negativa de magnitud – 1,6 × 10 – 19 [ C ] , igual a la del protón, pero de
signo contrario. Por esto el átomo eléctricamente neutro posee el mismo número de protones y
electrones.

Orbital

      Cada orbital describe la distribución de densidad de carga alrededor del núcleo y es
caracterizado por tres números cuánticos: n , l y m .

Número cuántico principal ( n )

       El número cuántico principal de un electrón es un entero positivo y da una medida de su
energía en un orbital dado. A medida que aumenta el valor de n, también aumenta el valor de la
energía.

  n = 1, 2, 3, 4, 5,...

Número cuántico secundario ( l )

       El número cuántico secundario es un entero no negativo menor o igual a n:

  l = 0, 1, 2,..., n–1

Este número da una medida del momento angular clásico del electrón.

Cada valor de l está asociado a una forma orbital simbolizada por una letra minúscula.

  Ejemplo:

           l = 0 , orbital s

           l = 1 , orbital p

           l = 2 , orbital d

Cada orbital se simboliza con un número y una letra minúscula, donde el número es el valor de n
y la letra minúscula indica el de l .

  Ejemplos:

           n = 1     Þ    l = 0                    orbital 1s

           n = 2      Þ   l = 0,1                  orbitales 2 s y 2 p

           n = 3      Þ   l = 0,1,2                orbitales 3 s , 3 p y 3 d

           n = 4      Þ   l = 0,1,2,3              orbitales 4 s , 4 p , 4 d y 4 f
Número cuántico magnético ( m ) ( m l )

       El número cuántico magnético es un entero mayor o igual a – l y menor o igual a l .

  Ejemplos:

          l = 0        Þ    m = 0

          l = 1      Þ     m = –1, 0, 1

          l = 2        Þ    m = –2, –1, 0, 1, 2

El número de valores que puede tomar m para cada valor de l , indica el máximo número de
orbitales de ese tipo, para cada valor de n .

  Ejemplos:

          l = 0        Þ    m = 0      Þ     un orbital s

          l = 1      Þ     m = –1, 0, 1           Þ     tres orbitales p

          l = 2        Þ    m = –2, –1, 0, 1, 2               Þ       cinco orbitales d

                                                                  2
Observación: Para cada valor de n hay como máximo n                    orbitales.

  Ejemplo: Para n = 3 hay como máximo 9 orbitales.

Spin del electrón ( s ) ( m s )

Este cuarto y ultimo número cuántico toma solamente dos valores: –1 / 2 y +1 / 2 .

Según el modelo clásico se asocia al sentido de giro del electrón.

                           Principios Que Rigen La Configuración Electrónica

Llenado de orbitales

El orden de “llenado” de orbitales , para los primeros 36 elementos, del Hidrógeno ( Z = 1 ) al
Kriptón ( Z = 36 ) es:

                                1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d y 4p

  Ejemplos:

          Z = 6             Carbono        C:     1 s 22 s 22 p 2

          Z = 17            Cloro          Cl:    1 s 22 s 22 p 63 s 23 p       5



          Z = 20            Calcio         Ca:    1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 64 s 2

          Z = 26            Hierro          Fe:       1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 64 s 2

          Z = 35            Bromo           Br:       1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d   10
                                                                                          4s2 4p5

  Solamente hay dos excepciones:

          Z = 24            Cromo          Cr:        1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 54 s 1
Z = 29          Cobre         Cu:    1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d    10
                                                                                    4s1

Este orden de “llenado” se debe a que la distribución en orbitales de los electrones de un átomo,
está regida por los siguientes principios:

                                   Principio de exclusión ( Pauli )

Dos o más electrones de un mismo átomo no pueden tener el mismo conjunto de números
cuánticos.

De acuerdo con esto, cada orbital está formado por uno o dos electrones como máximo, porque
un tercer electrón coincidiría en su valor de spin con alguno de los otros dos.

  Ejemplo:

  En la configuración electrónica del Litio: 1 s 2 2 s 1 , el tercer electrón ocupa el segundo
orbital.

                                                             2
Observación: Para cada valor de n hay como máximo 2 n            electrones.

                       Principio de máxima multiplicidad ( Regla de Hund )

Si dos o más electrones de un mismo átomo tienen los mismos valores en sus números cuánticos
principales ( n ) y en sus números cuánticos secundarios ( l ) , entonces tendrán iguales valores
de spin ( s ) siempre y cuando no se transgreda el principio de exclusión.

  Ejemplo:

   En la configuración del Nitrógeno: 1 s 2 2 s 2 2 p 3 , los electrones en los tres orbitales 2 p
tienen igual valor de spin.

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Configuración electrónica

  • 1. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Nombre……………………………………………………………………………………………………………………………………. Electrón El electrón es una partícula elemental, extranuclear, cuya masa en reposo es 9,1 × 10 – 28 [ g ]. Posee carga eléctrica negativa de magnitud – 1,6 × 10 – 19 [ C ] , igual a la del protón, pero de signo contrario. Por esto el átomo eléctricamente neutro posee el mismo número de protones y electrones. Orbital Cada orbital describe la distribución de densidad de carga alrededor del núcleo y es caracterizado por tres números cuánticos: n , l y m . Número cuántico principal ( n ) El número cuántico principal de un electrón es un entero positivo y da una medida de su energía en un orbital dado. A medida que aumenta el valor de n, también aumenta el valor de la energía. n = 1, 2, 3, 4, 5,... Número cuántico secundario ( l ) El número cuántico secundario es un entero no negativo menor o igual a n: l = 0, 1, 2,..., n–1 Este número da una medida del momento angular clásico del electrón. Cada valor de l está asociado a una forma orbital simbolizada por una letra minúscula. Ejemplo: l = 0 , orbital s l = 1 , orbital p l = 2 , orbital d Cada orbital se simboliza con un número y una letra minúscula, donde el número es el valor de n y la letra minúscula indica el de l . Ejemplos: n = 1 Þ l = 0 orbital 1s n = 2 Þ l = 0,1 orbitales 2 s y 2 p n = 3 Þ l = 0,1,2 orbitales 3 s , 3 p y 3 d n = 4 Þ l = 0,1,2,3 orbitales 4 s , 4 p , 4 d y 4 f
  • 2. Número cuántico magnético ( m ) ( m l ) El número cuántico magnético es un entero mayor o igual a – l y menor o igual a l . Ejemplos: l = 0 Þ m = 0 l = 1 Þ m = –1, 0, 1 l = 2 Þ m = –2, –1, 0, 1, 2 El número de valores que puede tomar m para cada valor de l , indica el máximo número de orbitales de ese tipo, para cada valor de n . Ejemplos: l = 0 Þ m = 0 Þ un orbital s l = 1 Þ m = –1, 0, 1 Þ tres orbitales p l = 2 Þ m = –2, –1, 0, 1, 2 Þ cinco orbitales d 2 Observación: Para cada valor de n hay como máximo n orbitales. Ejemplo: Para n = 3 hay como máximo 9 orbitales. Spin del electrón ( s ) ( m s ) Este cuarto y ultimo número cuántico toma solamente dos valores: –1 / 2 y +1 / 2 . Según el modelo clásico se asocia al sentido de giro del electrón. Principios Que Rigen La Configuración Electrónica Llenado de orbitales El orden de “llenado” de orbitales , para los primeros 36 elementos, del Hidrógeno ( Z = 1 ) al Kriptón ( Z = 36 ) es: 1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d y 4p Ejemplos: Z = 6 Carbono C: 1 s 22 s 22 p 2 Z = 17 Cloro Cl: 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 5 Z = 20 Calcio Ca: 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 64 s 2 Z = 26 Hierro Fe: 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 64 s 2 Z = 35 Bromo Br: 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 10 4s2 4p5 Solamente hay dos excepciones: Z = 24 Cromo Cr: 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 54 s 1
  • 3. Z = 29 Cobre Cu: 1 s 22 s 22 p 63 s 23 p 63 d 10 4s1 Este orden de “llenado” se debe a que la distribución en orbitales de los electrones de un átomo, está regida por los siguientes principios: Principio de exclusión ( Pauli ) Dos o más electrones de un mismo átomo no pueden tener el mismo conjunto de números cuánticos. De acuerdo con esto, cada orbital está formado por uno o dos electrones como máximo, porque un tercer electrón coincidiría en su valor de spin con alguno de los otros dos. Ejemplo: En la configuración electrónica del Litio: 1 s 2 2 s 1 , el tercer electrón ocupa el segundo orbital. 2 Observación: Para cada valor de n hay como máximo 2 n electrones. Principio de máxima multiplicidad ( Regla de Hund ) Si dos o más electrones de un mismo átomo tienen los mismos valores en sus números cuánticos principales ( n ) y en sus números cuánticos secundarios ( l ) , entonces tendrán iguales valores de spin ( s ) siempre y cuando no se transgreda el principio de exclusión. Ejemplo: En la configuración del Nitrógeno: 1 s 2 2 s 2 2 p 3 , los electrones en los tres orbitales 2 p tienen igual valor de spin.