La pregunta siguiente es cómo se distribuyen los electrones
alrededor del núcleo. Podemos decir que los electrones se distribuyen por capas
electrónicas. Cada elemento tiene un electrón más que su elemento anterior. Y
los gases nobles, y esto es muy importante, se caracterizan por tener las capas
electrónicas completas para el número de electrones que tienen, es decir,
cuando pasamos de un gas noble al siguiente elemento siempre se inicia una nueva
capa.
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
Según el modelo más actual del átomo estos electrones se
distribuyen en orbitales, que son zonas alrededor del átomo en las que
es muy probable encontrar al electrón. Estos orbitales surgen de considerar que
el electrón se puede comportar en los átomos como partícula y como onda, lo
que se conoce como dualidad onda-partícula, que ya estudiarás más
adelante.
Para conocer la configuración electrónica, es decir
cómo se reparten los electrones entre los distintos orbitales, será suficiente
conocer unas pocas reglas que seguirás estudiando y profundizando en cursos
posteriores.
1. Los electrones se distribuyen por capas desde la de
más baja energía, la 1, a las siguientes.
2. En cada capa hay distintos tipos de orbitales. Estos pueden
ser orbitales s, orbitales p, orbitales d y orbitales f.
3. En cada capa hay tantos tipos de orbitales como indica el
número de la capa. Así en la capa 1 sólo hay orbitales s, en la 2 orbitales s
y p, en la 3 orbitales s, p y d, y en la 4 orbitales s, p, d y f.
4. En cada capa el orbital s es único, el p aparece en grupos
de 3, el d en grupos de 5 y el f en grupos de 7. Son lo que se conoce como
orbitales degenerados o de misma energía.
5. En cada orbital sólo caben 2 electrones como máximo.
6. En cada capa los orbitales tienen distintas energías, los s
son los de más baja energía, los p los siguientes en energía y le siguen los
d y los f.
7. Para escribir las configuraciones electrónicas de los
átomos, sólo necesitamos saber el número de electrones que tienen y seguir lo que se conoce como la regla de llenado de orbitales.
Los electrones van llenando los orbitales, llenando primero los
de más baja energía.
SIMULACIÓN:
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 1, en educaplus.org
SIMULACIÓN:
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 2, en educaplus.org
Ejemplo 5: Escribe las configuraciones electrónicas de
los siguientes átomos: Li, N, Mg, Cl, Fe, Sn y Hg.
[3Li] = 1s2 2s1
Recuerda que llenamos los orbitales siguiendo las diagonales de
abajo a arriba, y que en cada orbital caben como máximo 2 electrones.
[7N] = 1s2 2s2 2p1
2p1 2p1
Recuerda que los orbitales p siempre aparecen de tres en tres.
Cuando encuentres orbitales de misma energía, como estos 3 orbitales p, se
sigue otra regla, conocida como regla de máxima multiplicidad, y dice que no se
llena un orbital de este conjunto mientras haya orbitales vacíos.
[12Mg] = 1s2 2s2 2p2
2p2 2p2 3s2
[17Cl] = 1s2 2s2 2p2
2p2 2p2 3s2 3p2 3p2 3p1
Los orbitales degenerados debemos escribirlos separados si no
están completos, si están llenos podemos agruparlos, pero recuerda que 2p6
= 2p2 2p2 2p2 y no significa que haya 6
electrones en un orbital 2p. Por eso también podríamos escribir el cloro de
esta forma más reducida:
[17Cl] = 1s2 2s2 2p6
3s2 3p2 3p2 3p1
[26Fe] = 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 4s2 3d2 3d1 3d1
3d1 3d1
Recuerda que los orbitales d son 5.
[50Sn] = 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
4d10 5p1 5p1 5p0
También podemos escribir:
[50Sn] = 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
4d10 5p1 5p1
[80Hg] = 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
Llamamos electrones de valencia a los electrones de la última
capa electrónica. Estos electrones son muy importantes pues nos van a indicar
el comportamiento químico de los átomos. Fíjate que los elementos que están
en un mismo grupo de la Tabla Periódica tienen el mismo número de electrones
de valencia, cuando Mendeleyev los colocó en grupos es porque tenían
propiedades químicas similares, por tanto podemos pensar que es tener los
mismos electrones de valencia lo que le confiere un comportamiento químico
similar a los átomos de un mismo grupo.
¿Cómo se llaman los distintos grupos de la Tabla Periódica y cuántos
electrones de valencia tienen?
Grupo 1: Metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs) 1 e− de valencia.
Grupo 2: Metales alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) 2 e− de
valencia.
Grupo 3 al 12: Metales de transición.
Grupo 13: Grupo del B (B, Al, Ga, In, Tl) 3 e− de valencia.
Grupo 14: Grupo del C (C, Si, Ge, Sn, Pb) 4 e− de valencia.
Grupo 15: Grupo del N (N, P, As, Sb, Bi) 5 e− de valencia.
Grupo 16: Calcógenos o anfígenos (O, S, Se, Te) 6 e− de
valencia.
Grupo 17: Halógenos (F, Cl, Br, I) 7 e− de valencia.
Grupo 18: Gases nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe) 8 e− de valencia.
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
|