Configuración electrónica

Configuración o Distribución Electrónica

Como ya es ha estudiado en el átomo se distinguen dos partes o regiones, el núcleo con los nucleones. Y en la corteza los niveles de energía, que a su vez se forman de subniveles, en los cuales giran a gran velocidad los electrones. La forma en que los electrones llenan o completan estos espacios energéticos es lo que se denomina Distribución electrónica. Para determinar el orden o sucesión de llenado, se realiza el siguiente esquema que se denomina diagrama de Moeller o sencillamente diagramas de las diagonales o incluso le llaman diagrama de lluvia; ya comprenderás el porqué.

Si desarrollamos el diagrama, siguiendo las flechas, tenemos:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶ 6f¹⁴ 7d¹⁰7f¹⁴

Por ejemplo: Distribución electrónica de la plata:

Ag  Z=47 tenemos 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d⁹

Para el Cesio tenemos Cs Z=55  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s¹

En el caso del Bromo Br Z=35 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

Una forma de reducir el número de términos, es partiendo del gas noble anterior, por ejemplo

Francio Fr Z=87 Gas noble anterior Radón Z=86 por lo tanto queda Rn⁸⁶ + 7s¹

Mercurio Z=80 Gas noble anterior Xenón Z=54 Tenemos Xn⁵⁴ + 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰

Uranio Z=92 Gas noble anterior Rn. Por lo tanto, queda Rn⁸⁶ + 7s² 5f⁴   

Tengamos en cuenta que el número de electrones de un nivel energético, se rige por la expresión 2n², es decir, que el número, máximo de electrones en los niveles será

NIVEL		FORMULA 2(n)2			Total
K	1	2(1)2	2X(1x1)	2X1	2
L	2	2(2)2	2X(2x2)	2X4	8
M	3	2(3)2	2X(31x3)	2X9	18
N	4	2(4)2	2X(4x4)	2X16	32
O	5	2(5)2	2X(5x5)	2X25	50
P	6	2(6)2	2X(6x6)	2X36	72
Q	7	2(7)2	2X(7x7)	2X49	98

La ubicación de los electrones, se identifica con cuatro números cuánticos:

Principal (n), que indica el nivel energético o distancia al núcleo.

Secundario (l) ó azimutal, indica el subnivel en que se encuentra (s, p, d, f)

Tercer número cuántico (m) Llamado magnético que determina su trayectoria dentro de un orbital.

Cuarto número (s) Llamado spin, se explica como un giro que puede ser positivo o negativo, con valor de 1/2.

Dos electrones en la misma trayectoria, no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales (principio de exclusión de Pauli)

En la tabla periódica de los elementos químicos de distinguen 4 regiones: s, p, d y f

REGIÓN

FAMILIAS

DENOMINACIÓN

Actual

s

IA

Metales alcalinos

1

IIA

Metales alcalinotérreos

2

p

IIIA

Familia del Boro

13

IVA

Familia del Carbono

14

VA

Familia del Nitrógeno

15

VIA

Familia del Oxigeno (anfígenos)

16

VIIA

Familia de los halógenos

17

VIIIA

Familia de los gases nobles

18

d

Familias B

Elementos de transición interna

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

VIIIB

VIIIB

IB

IIB

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

f

Elementos de transición externa

Tierras Raras

Lantánidos

Fila superior elementos del 57 al 71

Actínidos

Fila inferior elementos del 89 al 103

Las familias tradicionalmente se identifican con números romanos del I (1) al VIII (8), se distinguen dos grupos las familias de los llamados elementos representativos que se codifican con la letra A (mayúscula) así por ejemplo IA metales alcalinos. Y las familias tipo B (Mayúscula), llamados elementos de transición interna, que ocupan la región central en el esquema de la tabla periódica.

En la parte inferior encontramos dos filas de catorce elementos cada una es la región f, a los que se les conoce como tierras raras o elementos de transición externa. La fila superior lantánidos y la inferior Actínidos. 

En la actualidad la numeración romana y la letra acompañante (que permite una orientación didáctica en relación al concepto de valencia), está cayendo en desuso, y es cada vez más frecuente la numeración de las familias con numeración arábiga del 1 al 18.  De esta manera por ejemplo del cloro, podemos afirmar, que pertenece a la familia VIIA o simplemente a la familia 17. El siguiente esquema ilustra esa relación

Al realizar la configuración electrónica de un elemento químico, se nota que hay una correspondencia entre la notación y la ubicación del elemento en la tabla periódica así:

Para los elementos de las familias Metales alcalinos (IA) y Metales alcalinotérreos (IIA) que forman la región s, la notación termina en s¹ o s² respectivamente

Los elementos de la región central llamados de transición, la notación termina en d

Para las familias IIIA hasta la VIIIA, la configuración termina en p

Y para las tierras raras región f, la notación termina en f

En la configuración electrónica encontramos además un coeficiente que antecede  a la letra indicadora del subnivel; el numero mas grande (No el último), en la distribución, indica el periodo al que pertenece el elemento químico.

Co Z=27  Ar¹⁸+  4s² 3d⁷  Significa: Última letra d⁷, que esta en la región d columna 7. Y el numero 4 en la distribución indica que el elemento se ubica en el periodo 4 de la tabla periódica

Cm Z=96 Rn86+ + 7s² 5f⁸  la última letra f8 indica la ubicación en la región f y el numero coeficiente 7 indica que el elemento se ubica en el periodo 7.

Si quieres saber mas sobre el porque, de los nombres de los elementos químicos, te recomiendo el siguiente enlace

Los elementos de la tabla periódica

En la siguiente sopa de letras encuentra al menos 10 elementos químicos y en tu cuaderno, desarrolla su distribución electrónica.

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