viernes, 2 de marzo de 2007

Configuración electrónica de los átomos

Viene de: Los números cúanticos


Una vez se sabe cómo describir a los electrones, falta saber cómo se ordenan en el átomo. Para ello, Pauli expuso el principio de exclusión, por el cual, dos electrones no pueden tener los mismos números cuánticos. De esta forma, no puede haber más de dos electrones en un mismo orbital. De los 4 números cuánticos, 3 de ellos describen el orbital concreto, mientras que el cuarto es referido sólo al electrón (spin arriba / spin abajo).

Los electrones van así ocupando cada uno de los orbitales, desde el de menor energía al que más.

Tradicionalmente, para referirse a un orbital concreto, se especifica el número principal n, seguido de una letra que representa al número azimutal l:

Para l=0, letra s
Para l=1, letra p
Para l=2, letra d
Para l=3, letra f

No se especifican los número m y s, ya que son orbitales equivalentes entre sí, que tienen igual energía, y sólo se observan cuando hay un campo magnético, por efecto Zeeman.

Para saber el orden de energía en que se rellenan los orbitales se emplea una “receta”: se construye una tabla con los orbitales, y se unen con flechas de esta forma:


Con esta receta, la ordenación es como sigue:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p ...

Los electrones van rellenando estos orbitales, y hasta que no se llena uno, no se empieza el siguiente. Por ejemplo, un átomo de Sodio (Na), con 11 electrones, empieza por rellenar el orbital 1s con dos electrones. Los dos siguientes se colocan en la capa 2s. En la capa 2p caben 6 electrones, ya que concurren 3 orbitales de igual energía (los correspondientes a m=-1, m=0 y m=1), y el último electrón, se coloca en el orbital 3s. Al escribir la configuración electrónica, se indica con un superíndice el número de electrones que hay. La configuración del sodio es:

[Na]=1s2 2s2 2p6 3s1



El orbital 3s tiene aún hueco para un electrón más. Esto mismo le ocurre a los átomos de Hidrógeno, Litio, Potasio, Rubidio, Cesio y Francio: su orbital más externo es un orbital s, y tiene hueco para un electrón más. Esto les confiere unas propiedades químicas parecidas a todos ellos. Otros átomos tienen en común otros orbitales, y tienen por tanto otras propiedades.

La tabla periódica de elementos ordena a los átomos según su configuración electrónica, que les confiere sus propiedades químicas. Actualmente, la tabla llega hasta un poco más allá del elemento 105, cuyo orbital más externo (el que está aún llenándose) es el 5f.

2 comentarios:

Ñbrevu dijo...

MOLA. Aunque muchas cosas ya las recordaba de la Química de 2º de bachillerato.

Julio dijo...

Sí, lo bueno que tiene esta parte es que es fácil de entender.

Y si ya se ha estudiado con anterioridad, resulta agradable recordarlo :)