E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

1

Configuración Electrónica

La Configuración Electrónica de los elementos es la disposición de todos los electrones de un elemento en los niveles y subniveles energéticos (orbitales). El llenado de estos orbitales se produce en orden creciente de energía, es decir, desde los orbitales de menor energía hacia los de mayor energía.

•Recordemos que los orbitales son las regiones alrededor del núcleo de un átomo donde hay

mayor probabilidad de encontrar los electrones.

¿Cómo se escribe la Configuración Electrónica?

La Configuración Electrónica se escribe ubicando la totalidad de los electrones de un átomo o

ion en sus orbitales o subniveles de energía.

Recordemos que existen 7 niveles de energía: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Y cada uno de ellos tiene, a su

vez, hasta 4 subniveles de energía denominados s, p, d y f.

Así, el nivel 1 contiene solamente al subnivel s; el nivel 2 contiene subniveles s y p; el nivel 3

contiene subniveles s, p y d; y los niveles 4 a 7 contienen subniveles s, p, d y f.

¿Cuál es la cantidad máxima de electrones que puede alojar cada subnivel?

El subnivel s aloja un máximo de 2 electrones.

El subnivel p aloja un máximo de 6 electrones.

El subnivel d aloja un máximo de 10 electrones.

El subnivel f aloja un máximo de 14 electrones.

¿Cómo se utiliza la Regla de las Diagonales? La Regla de las diagonales se utiliza para recordar el orden de llenado de los orbitales atómicos. Es, simplemente, una regla mnemotécnica. Es la siguiente:

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

2

La forma de construir este diagrama es escribir los niveles de energía atómicos (del 1 al 7) y los

correspondientes subniveles a su lado. Luego se trazan líneas diagonales desde arriba hacia

abajo.

¿Cómo se utiliza la Regla de las Diagonales?

Para utilizar la regla de las diagonales simplemente debes seguir las líneas diagonales del

diagrama desde arriba hacia abajo. Eso marcará el orden de llenado de los subniveles de

energía. La cantidad de electrones se escribe como superíndice. Una vez que un subnivel de

energía está "completo" de electrones se pasa al subnivel siguiente

Ejemplos de Configuración Electrónica

Escribir la Configuración Electrónica del Manganeso (Mn):

PASO 1:

Lo primero que debemos conocer es el Número Atómico (Z) del elemento en cuestión, en este

caso, el Manganeso el cual nos indica la cantidad de protones.

Al tratarse de un átomo neutro, la cantidad de protones será igual a la cantidad de electrones.

PASO 2:

El siguiente paso será ubicar la totalidad de los electrones en los orbitales correspondientes

utilizando la Regla de las Diagonales.

Veamos: El Manganeso (Mn) tiene un número atómico Z=25, es decir, que tiene 25 protones y

25 electrones.

Siguiendo la Regla de las Diagonales escribimos la configuración electrónica (CE) del Mn de la

siguiente manera:

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

3

Escribir la Configuración Electrónica del Carbono (C)

El átomo de Carbono tiene un número atómico (Z) de 6. Es decir, tiene 6 protones en su

núcleo. Al tratarse de un átomo neutro tiene también 6 electrones alrededor del núcleo,

distribuidos en distintos niveles y subniveles de energía. Utilizando la regla de las diagonales

escribimos la Configuración Electrónica (CE) del Carbono:

Escribir la Configuración Electrónica del Hidrógeno (H)

El átomo de Hidrógeno tiene un número atómico (Z) de 1.

Es decir, tiene 1 protón en su núcleo. Al tratarse de un átomo neutro tiene también 1 electrón

alrededor del núcleo.

Utilizando la regla de las diagonales escribimos la Configuración Electrónica (CE) del

Hidrógeno:

• LEER PÁGINA 31 DEL LIBRO APORTADO POR EL MUNICIPIO.

•SE ADJUNTA LINK PARA REFORZAR

https://www.youtube.com/watch?v=dg7GrLXAiSY

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

4

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

5

•ACTIVIDAD Nº 1: Escribe la Configuración Electrónica (CE) de los siguientes elementos.

a- Al =

b- S =

c- Mg =

d- Cu =

e- Ba =

La Tabla Periódica

En la tabla periódica, entre los datos que encontramos de cada uno de los elementos se hallan el Número atómico y la Estructura electrónica o Distribución de electrones en niveles.

El Número atómico nos indica la cantidad de electrones y de protones que tiene un elemento.

𝒁 = 𝒑+ = 𝒆−

Z

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

6

La Estructura electrónica o Distribución de electrones en niveles indica cómo se distribuyen los electrones en los distintos niveles de energía de un átomo.

Pero, si no tengo la tabla periódica para saber cuántos electrones tengo en cada nivel, ¿cómo puedo hacer para averiguarlo?

Ya vimos que la regla de las diagonales ofrece un medio sencillo para realizar dicho cálculo.

Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario:

Saber el número de electrones que tiene el átomo; para ello basta conocer el número atómico (Z) del átomo en la tabla periódica. Recuerda que el número de electrones en un átomo neutro es igual al número atómico (Z).

Ubicar los electrones en cada uno de los niveles de energía, comenzando desde el nivel más cercano al núcleo (nivel 1). Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (s = 2e-, p = 6e-, d = 10e- y f = 14e-).

Supongamos que tenemos que averiguar la Distribución electrónica en el elemento sodio, que como su número atómico indica tiene 11 electrones, los pasos son muy sencillos: debemos seguir las diagonales, como se representan más arriba.

En el ejemplo del sodio sería: 1s 2, como siguiendo la diagonal no tengo nada busco la siguiente diagonal y tengo 2s 2, como siguiendo la diagonal no tengo nada busco la siguiente diagonal y tengo 2p 6 , siguiendo la diagonal tengo 3s 2 .

Siempre debo ir sumando los superíndices, que me indican la cantidad de electrones. Si sumo los superíndices del ejemplo, obtengo 12, quiere decir que tengo un electrón de más, ya que mi suma para ser correcta debe dar 11, por lo que al final debería corregir para que me quedara 3s 1 .

Por lo tanto, para el sodio (11 electrones), el resultado es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

Primer nivel: 2 electrones (los 2 en subnivel s, en un orbital); Segundo nivel: 8 electrones (2 en subnivel s, en un orbital, y 6 en subnivel p, con 2 en cada uno de sus 3 orbitales); Tercer nivel: 1 electrón (ubicado en el subnivel s, en un orbital).

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

7

En la tabla periódica podemos leer, respecto al sodio: 2 - 8 - 1

Otros ejemplos:

CLORO: 17 electrones

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

1º nivel: 2 electrones 2º nivel: 8 electrones 3º nivel: 7 electrones En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 7

MANGANESO: 25 electrones

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5

1º nivel: 2 electrones 2º nivel: 8 electrones 3º nivel: 13 electrones 4º nivel: 2 electrones En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13 – 2

•A partir del elemento 19 (potasio) los primeros orbitales se encuentran debajo del número de período, y los últimos en el casillero correspondiente.

Z

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

PERÍODO

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

8

•MANGANESO: 25 electrones

C.E.= 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5

1º nivel: 2 electrones 2º nivel: 8 electrones 3º nivel: 13 electrones 4º nivel: 2 electrones En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13 – 2

El superíndice es el número de electrones de cada subnivel (recordando siempre que en cada orbital del subnivel caben solo dos electrones).

El Número máximo de electrones por nivel es 2(n) 2 (donde n es la cantidad de subniveles que tiene cada nivel). PÁGINA 31.

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

K= 2-8-8-1

Ca= 2-8-8-2

Ti= 2-8-10-2

V= 2-8-11-2

Sc= 2-8-9-2 Cr= 2-8-13-1

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

9

Hagamos un ejercicio:

Supongamos que deseamos conocer la configuración electrónica de la plata, que tiene 47 electrones.

Por lo ya aprendido, sabemos que el orden de energía de los orbitales es 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, etc.

En cada subnivel s (que tienen sólo un orbital) cabrán 2 electrones.

En cada subnivel p (que tienen 3 orbitales) cabrán 6 electrones.

En cada subnivel d (que tienen 5 orbitales) cabrán 10 electrones.

En cada subnivel f (que tienen 7 orbitales) cabrán 14 electrones.

Siguiendo esta regla debemos colocar los 47 electrones del átomo de plata, la cual debe quedar así:

1s 2 , 2s 2 , 2p 6 , 3s 2 , 3p 6 , 4s 2 , 3d 10 , 4p 6 , 5s 1 , 4d 10

donde se han puesto 10 electrones en los orbitales d , de la capa cuarta para completar, sin pasarse, los 47 electrones de la plata.

Z

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

PERÍODO

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

Ag= 2-8-18-18-1

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

10

Otro ejemplo:

Configuración electrónica del fósforo (P)

Nº atómico Z = 15

15 protones y 15 electrones

C.E.= 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

Relación de la Configuración electrónica con la Tabla Periódica

De modo inverso, si tenemos o conocemos la configuración electrónica de un elemento podemos predecir exactamente el número atómico, el grupo y el período en que se encuentra el elemento en la tabla periódica.

Por ejemplo, si la configuración electrónica de un elemento es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, podemos hacer el siguiente análisis:

•Para un átomo la suma total de los electrones es igual al número de protones; es decir, corresponde a su número atómico, que en este caso es 15.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

Z= 15

•El período en que se ubica el elemento está dado por el máximo nivel energético de la configuración, en este caso corresponde al período 3.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

•El grupo está dado por la suma de los electrones en los subniveles s y p del último nivel; es decir, corresponde al grupo 5.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

Z

Estructura Electrónica (E.E.)

Tercer renglón de la tabla

periódica

CANTIDAD DE ELECTRONES EN EL

SUBNIVEL. LA SUMA TODOS LOS

ELECTRONES DEBE SER 15

2+2+6+2+3= 15

𝒁 = 𝒑+ = 𝒆−

NIVEL DE ENERGÍA 3.

ENTONCES PERÍODO 3.

SUBNIVELES s Y p

3s 2 3p 3

2 + 3 =5 (VA)

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

11

• LEER PÁGINA 32 DEL LIBRO APORTADO POR EL MUNICIPIO.

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

12

• LEER PÁGINA 33 DEL LIBRO APORTADO POR EL MUNICIPIO.

ACTIVIDAD Nº2:

a- ¿A qué se llama ISÓTOPOS? Dar un ejemplo y dibujarlo.

b- ¿A qué se llama ISÓBAROS? Dar un ejemplo y dibujarlo.

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

13

REPRESENTACIÓN DE NÚMERO ATÓMICO Y MASA ATÓMICA

Número atómico “Z” (se simboliza con la letra Z mayúscula): El número atómico indica la cantidad de cargas positivas, protones, y la cantidad de cargas negativas, electrones, que tiene cada elemento.

𝒁 = 𝒑+ = 𝒆− Masa atómica relativa “A” ( se simboliza con la letra A mayúscula): es un número que indica cuántas veces es mayor la masa de un átomo de un elemento con respecto a la masa de otro elemento que se toma como unidad.

𝑨 = 𝒁 + 𝒏𝟎

•Cuando extraigamos el dato de la masa atómica de la tabla periódica vamos a redondear el número:

•Si el número de las 2 primeras cifras decimales es menor o igual a 50 se coloca el número entero, sin cifras decimales.

Z=6 CARBONO

A= 12,01

A= 12

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

14

•Si el número de las 2 primeras cifras decimales es mayor o igual a 51 se coloca el número entero siguiente.

Z= 26 HIERRO

A= 55,84

A= 56

Así representaremos:

𝑿𝒁𝑨

𝑺𝟏𝟔𝟑𝟐

Cálculo del número de neutrones: Como mencionamos en las actividades anteriores el átomo

está compuesto por cargas positivas, negativas y neutras. La masa de los 𝒆− es muy pequeña si

la comparamos con la de los 𝒑+ y los 𝒏𝟎 , por lo cual la vamos a despreciar.

𝑨 = 𝒑+ + 𝒏𝟎

𝒁 = 𝒑+

Z

SÍMBOLO QUÍMICO

SÍMBOLO QUÍMICO

Z

A

A

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

15

Despejamos 𝒏𝟎

𝒏𝟎 = 𝑨 − 𝒁

Ejemplo: Calcular el número de neutrones del elemento cobalto

RECORDAR! 𝑪𝒐𝒁𝑨

𝑪𝒐𝟐𝟕𝟓𝟗

𝒏𝟎 = 𝑨 − 𝒁

𝒏𝟎 = 𝟓𝟗 − 𝟐𝟕

𝒏𝟎 = 𝟑𝟐

•ACTIVIDAD Nº3: Dadas las siguientes configuraciones electrónicas:

a- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

b- 1s2 2s1

c- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

d- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

e- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

2.1- Clasifiquen en representativo o de transición los elementos correspondientes. Justifiquen

2.2.-Determinen el número atómico de cada uno.

2.3.- Calcular el número de neutrones de cada uno.

2.4.-Escriban su nombre y símbolo.

•ACTIVIDAD Nº4: Dados los valores de Z de los siguientes elementos:

a- 9

b- 13

c- 32

d- 50

e- 37

3.1.- Escribir la ESTRUCTURA ELECTRÓNICA (E.E.)

3.2.- Escriban su nombre y símbolo.

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

16

• A CONTINUACIÓN SE ADJUNTA TABLA PERIÓDICA QUE SE USARÁ EN EL AULA Y TABLA

PERIÓDICA QUE ESTÁ EN EL LIBRO PÁGINAS 174 Y 175. NO SALIR A COMPRAR UNA TABLA

PERIÓDICA.

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

17

E.E.S.T.Nº8 “JORGE NEWBERY” FÍSICO-QUÍMICA 3º AÑO

18