Química · Unidad 5 — Configuración electrónica y propiedades periódicas
Configuración electrónica
Escribir una configuración electrónica es repartir los Z electrones en un orden fijo. El orden no es el de los niveles sino el de las energías, y por eso el 4s se llena antes que el 3d.
La explicación
Qué es
La configuración electrónica dice cómo se reparten los electrones de un átomo entre los subniveles. Se escribe como una fila de subniveles con un superíndice que cuenta los electrones de cada uno:
Y trae su propio control incorporado: la suma de los superíndices tiene que dar Z en un átomo neutro. Acá 2 + 2 + 4 = 8. ✔ Es la primera cosa que conviene mirar antes de dar por cerrada cualquier configuración.
Las tres reglas, y qué decide cada una
- Aufbau (construcción). Los electrones entran primero en los subniveles de menor energía. Fija el orden.
- Pauli. Dos electrones por orbital, con spines opuestos. Fija la capacidad: s 2, p 6, d 10, f 14.
- Hund. Dentro de un mismo subnivel, los electrones ocupan primero orbitales distintos y con el mismo spin, y recién aparean cuando no queda otra. Fija el reparto interno.
El orden de llenado, que no es el de los niveles
El cruce marcado es el que rompe la intuición: el 4s tiene menos energía que el 3d, así que se llena antes aunque su número de nivel sea más grande. Eso no es un capricho: es lo que hace que el período 4 arranque con potasio y calcio antes de que aparezcan los metales de transición.
El procedimiento
2. Recorré el orden de llenado desde el 1s, cargando cada subnivel hasta el tope.
3. Cuando lo que queda es menos que la capacidad, poné ahí todo el resto y frená.
4. Sumá los superíndices. Si no da Z, hay un error y todavía estás a tiempo.
Dos escrituras que dicen lo mismo
El hierro se puede escribir en orden de llenado o reordenado por nivel, y las dos son correctas:
Fe (Z = 26) → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s² (por nivel)
La segunda agrupa todo el nivel 3 junto y deja el 4 al final, y es la más cómoda para el próximo tema, porque deja a la vista cuál es la capa externa. Lo que no cambia entre una y otra es el hecho físico: el 4s se llenó primero.
La notación abreviada
Para no arrastrar el principio siempre igual, se reemplaza por el gas noble anterior entre corchetes:
Sólo vale con el gas noble inmediatamente anterior. Si se usa uno más lejano quedan electrones sin nombrar y la suma no cierra.
Dos excepciones que conviene conocer
El cromo y el cobre no siguen el orden al pie de la letra: en vez de 4s² 3d⁴ y 4s² 3d⁹, quedan 4s¹ 3d⁵ y 4s¹ 3d¹⁰. Un subnivel d semilleno o lleno es más estable, y por esa estabilidad el átomo prefiere mover un electrón del 4s. Son casos puntuales: el resto del bloque se comporta como dice Aufbau.
Escribí la configuración electrónica del hierro (Z = 26): a) en orden de llenado, b) reordenada por nivel, c) en notación abreviada. Controlá la cuenta.
a) En orden de llenado. Vamos cargando subnivel por subnivel y llevando la cuenta de lo que queda:
3s² → 14 · 3p⁶ → 8 · 4s² → 6 · 3d⁶ → 0
El paso clave es el anteúltimo: después del 3p viene el 4s, no el 3d. Queda:
b) Reordenada por nivel. Se juntan todos los subniveles del mismo nivel, en orden de letra, y se los ordena de nivel más bajo a más alto:
Es exactamente la misma información. Lo que se gana es ver de un vistazo que el nivel más externo es el 4 y que ahí sólo hay dos electrones — eso es lo que va a importar cuando el hierro forme iones.
c) Abreviada. El gas noble anterior al hierro es el argón, con 18 electrones, y coincide exactamente con el arranque:
Dónde se cae la mayoría
- Llenar el 3d antes del 4s porque el 3 es más chico. El orden lo fija la energía, y ahí el 4s va primero.
- No controlar que la suma de los superíndices dé Z. Es el chequeo más barato que existe y detecta casi cualquier error de reparto.
- Pasarse de la capacidad de un subnivel: 3p⁸ o 2p⁷ no existen, por más que la suma cierre.
- Creer que escribir 3d⁶ 4s² en lugar de 4s² 3d⁶ está mal. Las dos escrituras son válidas: cambia el orden en el papel, no cuál se llenó primero.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Configuración electrónica →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — Del átomo a la temperatura de ebullición24 puntos · resuelto paso a paso
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