Química · Unidad 5 — Configuración electrónica y propiedades periódicas
Configuración electrónica externa e iones
La configuración externa es la parte de la configuración que hace química: dice en qué período y grupo está el elemento, y es la única que se toca cuando se forma un ion.
La explicación
Qué es la configuración electrónica externa
Es la parte de la configuración que corresponde al nivel más alto ocupado — la capa de valencia. En los metales de transición se le suma el subnivel d incompleto del nivel anterior, porque también participa.
Fe (Z = 26) = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s² → externa: 3d⁶ 4s²
Todo lo que queda adentro es el kernel: coincide con un gas noble y prácticamente no interviene. Dos elementos con la misma externa se parecen químicamente aunque tengan Z muy distintos — eso es una familia de la tabla periódica.
De la externa a la posición en la tabla
Grupo, en los representativos = los electrones s y p de esa capa. Si son 1 o 2, el grupo es ese número (bloque s). Si son de 3 a 8, el grupo es ese número + 10 (bloque p).
Electrones de valencia = los de la externa. Son los que arman enlaces.
El +10 no es una maña: es la numeración de 1 a 18 de la tabla moderna, donde en el medio del período 4 se meten las diez columnas del bloque d.
Los iones: se toca la capa externa, nunca el núcleo
Un ion se forma ganando o perdiendo electrones. El número de protones no cambia — si cambiara, cambiaría el elemento. De ahí sale la cuenta:
La regla que más se equivoca: de dónde salen los electrones
Los electrones que se van son los de la capa más externa, o sea los del n más alto. No los del último subnivel que se escribió.
En un metal de transición esas dos cosas no coinciden, y ahí está la trampa. El hierro se escribe [Ar] 4s² 3d⁶ porque el 4s se llenó antes; pero para salir, el criterio es el nivel, y el 4 es más externo que el 3:
Fe³⁺ = [Ar] 3d⁵ (los dos del 4s y después uno del 3d)
Dicho corto: se llena por energía, se vacía por nivel. El 3d de un Fe²⁺ queda intacto.
El procedimiento para escribir un ion
2. Reordenala por nivel. Así la capa externa queda a la derecha y a la vista.
3. Si el ion es positivo, sacá electrones del nivel más alto (y dentro de ese nivel, del subnivel de mayor energía). Si es negativo, agregalos al subnivel externo que estaba sin completar.
4. Controlá: la suma de los superíndices tiene que dar Z − n o Z + n, según el signo.
Isoelectrónicos
Dos especies son isoelectrónicas cuando tienen la misma cantidad de electrones y la misma configuración. Es lo que persiguen los iones más comunes: quedar como el gas noble más cercano.
Iguales por fuera, distintos por dentro: tienen 16, 17, 18, 19 y 20 protones. Esa diferencia no se ve en la configuración, pero decide el tamaño — y de eso se ocupa el tema que sigue.
Para el azufre (Z = 16): a) escribí su configuración electrónica y su configuración externa; b) decí cuántos electrones de valencia tiene y en qué período y grupo está; c) escribí la configuración del ion S²⁻ y decí con qué gas noble queda isoelectrónico.
a) La configuración. Repartimos 16 electrones en el orden de llenado:
El nivel más alto ocupado es el 3, así que la externa es lo que haya con ese número:
b) Valencia, período y grupo. Los electrones de valencia son los de la externa:
Grupo: son 6 electrones s+p, y como está en el bloque p se le suman 10 → grupo 16.
Grupo 16 es la familia del oxígeno, y eso ya anticipa el comportamiento: le faltan dos electrones para completar la capa, así que va a tender a formar un ion 2−.
c) El ion S²⁻. El signo menos con un 2 quiere decir dos electrones de más:
Los dos que entran van al 3p, que estaba a dos de completarse:
Dónde se cae la mayoría
- Sacarle los electrones al 3d en un metal de transición porque es el último subnivel escrito. Se llena por energía, pero se vacía por nivel: primero salen los del 4s.
- Confundir electrones de valencia con electrones totales. El azufre tiene 16 electrones y 6 de valencia; el que arma enlaces es el segundo número.
- Poner como período la cantidad de subniveles ocupados. El período es el número del nivel más alto, y son cosas distintas.
- Agregarle electrones a un catión o sacárselos a un anión. El signo + indica que faltan electrones, no que sobran.
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 externa e iones →Los otros temas de la unidad 5
Configuración electrónica y propiedades periódicas