Lo siguiente que tienes que aprender es cómo se colocan los electrones dentro de los átomos. No parece lógico que su distribución sea al azar después de todo lo que has visto.
Vas a comprobar que los electrones tienden siempre a estar lo más cerca posible del núcleo, es decir, en el estado de menor energía posible, lo que hace que podamos predecir el comportamiento de estos e incluso cómo interactuarán los átomos entre sí.
La idea de este principio es muy clara: los electrones tienden a estar en la capa de menor energía disponible.
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Ya sabes que el número cuántico principal «n» es el que se relaciona con la energía del orbital, por lo que parece lógico que cuanto mayor sea el valor de «n» mayor sea la energía. Hay algunas excepciones a esta tendencia y, para obtener la disposición correcta de los electrones vamos a usar un diagrama de Moeller, que fue diseñado por Erwin Madelung. La clave está en llenar los niveles energéticos según la diagonales que ves en la imagen. Puedes ampliar el esquema lo que necesites, siguiendo la misma lógica que aprecias. El llenado de los niveles se hace atendiendo a los electrones que pueden ocupar cada tipo de orbital.
A día de hoy, no son necesarios los orbitales «5g» o «6f» porque no hay elementos que los llenen, pero sus configuraciones electrónicas deberían seguir el orden predicho. Supón que debes colocar 20 electrones en un átomo, ¿cómo quedarían colocados? 1s22s22p63s23p64s2 Es importante que entiendas esta notación. Los orbitales están nombrados con el número y la letra, como ya sabes, y los electrones que hay en cada uno son los superíndices que hay tras cada letra. |
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Observa que, siguiendo el orden de las flechas, se llenaría antes el nivel «4s» que el nivel «3d». Es una de las excepciones que antes hemos referido, por lo que es necesario que sigas el esquema para no equivocarte al hacer la configuración electrónica de un elemento.
Para hacer la configuración electrónica de un elemento químico necesitas saber cuántos electrones tienes que colocar, dato que obtienes de la tabla periódica pero, ¿sabes cómo obtenerlo? Sigue estos pasos para hacer tu primera configuración electrónica.
Has debido obtener:
Se: 1s22s22p63s23p63d104s24p4
Basta con ir a la tabla periódica y seleccionar algunos elementos químicos para practicar. Te propongo los siguientes: sodio, azufre, cobre y flúor.
Para saber si has hecho bien las configuraciones electrónicas, y como repaso de lo que has aprendido sobre configuración electrónica hasta ahora, puedes ver este vídeo:
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En los ejemplos anteriores has podido darte cuenta de un hecho: cuando haces la configuración electrónica de un elemento se repite el proceso y siempre se llenan las mismas capas de la misma manera. Se antoja bastante tedioso tener que repetir el proceso para cada elemento y, en realidad, lo es. La suerte que tenemos es que las propiedades químicas de los elementos químicos residen en su último nivel electrónico ocupado, es decir, lo interesante es conocer el último nivel energético que ocupan los electrones. Este nivel es lo que llamamos «configuración electrónica externa».
A continuación, vas a aprender un método para poder conocer esta configuración de manera sistemática y sin necesidad de rellenar el diagrama de Moeller. Para ello es necesario que conozcas los bloques en los que vamos a dividir la tabla periódica. Lo puedes ver en esta imagen:
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