Configuración electrónica de los elementos químicos




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títuloConfiguración electrónica de los elementos químicos
fecha de publicación28.10.2015
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APUNTE QUÍMICA

Estructura electrónica: algunos conceptos importantes



Al referirnos a la configuración electrónica de los elementos químicos estamos hablando de la descripción de cómo se ubican los electrones en los distintos niveles de un determinado átomo.
Recordemos que los electrones se mueven alrededor del núcleo atómico con carga positiva en determinadas órbitas llamadas niveles de energía.

Cada electrón se encuentra en un nivel de energía definido y mientras no absorba ni emita energía permanecerá en ese estado llamado estado fundamental.

Es importante tener en cuenta que existe una afirmación muy importante de la estructura atómica, que es el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que plantea que no podemos saber dónde se encuentra exactamente el electrón, es decir el lugar preciso ni su velocidad precisa, pero sí podemos decir que existe una determinada probabilidad de encontrarlo en una cierta zona alrededor del átomo llamada orbital.
Existen determinados números, llamados números cuánticos, que nos van a permitir definir la ubicación de los electrones. En principio, nos vamos a concentrar en los dos primeros:
Número cuántico principal, n: es el que me va a indicar el nivel de energía donde es más probable encontrar al electrón. Este número cuántico principal se indica en la configuración electrónica con números enteros: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7.

Los electrones en un átomo se van ordenando de adentro hacia fuera: los primeros electrones están más cerca del núcleo y son los más atraídos por éste; y a medida que se van ubicando en niveles superiores, se van alejando del núcleo y son menos atraídos.

El nivel energético está relacionado con la distancia al núcleo: cuantos más electrones tiene un átomo, más niveles energéticos tiene y a medida que aumentan los niveles energéticos más se alejan esos electrones del núcleo.
El número cuántico azimutal, l: es el que me va a indicar la forma geométrica en donde es probable encontrar al electrón. Este número tiene diferentes valores:

  • Subnivel s: la forma geométrica del orbital es esférica. Allí podemos encontrar hasta 2 electrones.

  • Subnivel p: la forma geométrica del orbital es una flor de 6 pétalos. Allí podemos encontrar hasta 6 electrones.

  • Subnivel d: la forma geométrica del orbital es una flor de 10 pétalos. Allí podemos encontrar hasta 10 electrones.

  • Subnivel f: la forma geométrica del orbital es una flor de 14 pétalos. Allí podemos encontrar hasta 14 electrones.




Resumiendo:

El orden en que se ubican los electrones en los orbitales queda entonces definido por la siguiente configuración:



¿Qué me dice la configuración electrónica de un átomo?

Por ejemplo: la configuración electrónica del magnesio (Mg), con 12 electrones es la siguiente:


El magnesio tiene 12 electrones repartidos de la siguiente manera:

1er nivel: 2 electrones, en su único subnivel s;

2do nivel: 8 electrones, 2 en el subnivel s y 6 en el subnivel p;

3er nivel: 2 electrones en el subnivel s.

Por eso también la configuración puede expresarse de manera abreviada: 2 – 8 – 2
El último nivel al que llega es el nivel 3 y en ese nivel tiene 2 electrones. Y el dato de ese último nivel se llama configuración electrónica externa.
¿Por qué es importante la configuración electrónica externa? Porque me informa cuántos electrones tiene este átomo en el último nivel. Un dato fundamental porque esos son los electrones que van a darle al átomo propiedades químicas particulares y van a intervenir en la unión con otros átomos para formar compuestos.
La Tabla Periódica tiene muy en cuenta esta configuración. Para el magnesio, que su configuración electrónica sea 3s2 me indica que:




El período al que pertenece el átomo (filas horizontales de la tabla periódica) coincide con el último nivel al que llegan los electrones.

El grupo en el que se encuentra (columnas verticales de la tabla periódica) coincide con la cantidad de electrones que el átomo tiene en ese último nivel.




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