Tema 03 - Configuración electrónica

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11UNI SEMESTRAL 2013 - III QUÍMICA TEMA 3
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
QUÍMICA
En 1926, Erwin Schrödinger propuso una ecuación, ahora
conocida como la ecuación de onda de Schrödinger, que invo-
lucra los comportamientos tanto ondulatorios como de par-
tícula del electrón. El trabajo de Schrödinger inició una nueva
forma de tratar las partículas subatómicas conocida como
mecánica cuántica o mecánica ondulatoria. La solución com-
pleta de la ecuación de Schrödinger para el átomo de hi-
drógeno produce un conjunto de funciones de onda que
se denominan orbitales, los cuales quedan definidos por un
conjunto de tres números cuánticos.
• El número cuántico principal.
• El número cuántico azimutal.
• El número cuántico magnético.
En 1928, Paul Dirac, reformuló la mecánica cuántica del elec-
trón para tener en cuenta los efectos de la relatividad. Esto
dio lugar a la aparición de un cuarto número cuántico: El
número cuántico espín.
I. ESTUDIO DE LA CORTEZA ATÓMICA
A. Orbital
Región
Espacio
Energético
Máxima
Probabilidad
Espín
orbital lleno o saturado.
orbital semilleno o semisaturado.
orbital vacío.
B. Subnivel o subcapa de energía
Está formado por orbitales, su designación depende
del efecto espectroscópico provocado por un átomo
excitado.
Principio de la máxima multiplicidad (HUND)
Para ubicar los electrones en los orbitales de un
subnivel, se va dejando un electrón en cada orbital
y si todavía sobran electrones, entonces se aparea
cada e .
C. Nivel o capa energía (n)
Está formado por subniveles:
n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, . . . . . 
Capa = K, L, M, N, O, P, Q, . . . . . 
2
maxe(nivel)
# 2n
II. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA (C.E.)
Es la distribución de todos los e de un átomo neutro
o iónico, siempre en orden creciente a su energía, o
decreciente a su estabilidad; para ello se aplica la regla
del alemán Möller o de Aufban.
NIVEL: 1 2 3 4 5 6 7 : . . . .
DESARROLLO DEL TEMA
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CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
TEMA 3
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Siguiendo el orden de las flechas:
2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 21S 2S 2P 3S 3P 4S 3d 4P 5S 4d 5P 6S
10 6 2 14 10 6144f 5d 6p 7S 5f 6d 7p ....
III. NÚMEROS CUÁNTICOS
A. Número cuántico principal (n)
Indica el tamaño del orbital; para el electrón indica
el nivel de energía.
n 1, 2, 3, 4....... 
Ejemplo:
 
 Observamos que el tamaño de:
3 S > 2 S > 1 s
B. Número cuántico secundario azimutal o de mo-
mento angular (l)
Indica la forma del orbital; para el electrón nos indica
el subnivel donde se encuentra.
0, 1, 2, ....(n 1) 
 = 0  s
 = 1  p
 = 2  d
 = 3  f
 
 
C. Número cuántico magnético (ml)
 
Indica la orientación que tiene el orbital en el espacio.
m ;........; 0;........    
 
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D. Número cuántico espin o giro (ms)
Indica la rotación del electrón alrededor de su eje
magnético.
m = / m = -s +1 2 1 2/s
Ejemplo:
Los N.C. del último electrón del subnivel 6d7.
• 
 1 2n 6 2 m 1 m      s
 (6, 2, –1, –1/2)
Principio de exclusión de Pauli
En un mismo átomo jamás pueden existir 2 e con los
4 N.C. iguales por lo menos se diferencian en su espín.
Ejemplo:
4Be 1S 2S
2 2 2S
Observemos
Problema 1
¿Qué puede afirmarse acerca del es-
tado fundamental o basal del ión V3+?
UNI 2011-I
A) Hay 1 electrón no apareado por lo
que el ión es paramagnético.
B) Hay 3 electrones no apareados por
lo que el ión es diamagnético.
C) Hay 2 electrones ni apareados por
lo que el ión es paramagnético.
D) Hay 5 electrones apareados por lo
que el ión es diamagnético.
E) Hay 5 electrones no apareados por
lo que el ión es paramagnético.
Resolución:
Análisis de los datos o gráficos
Se tiene el ión 23V
3+ el cual se esta-
blece su C.E. en su estado basal.
Operación del problema
  2 323V : Ar 4s 3d
Conclusión y respuesta
Especie paramagnética
De las alternativas la clave C es la que
cumple.
Respuesta: C) Hay 2 electrones ni
apareados por lo que el ión es
paramagnético
Problema 2
¿Cuáles de las siguientes especies quí-
micas son paramagnéticas?
I. 440Zr

II. 37Rb
III. 432Ge

UNI 2011-II
A) I y III
B) II y III
C) Solo I
D) Solo II
E) Solo III
Resolución:
Ubicación de incógnita
Paramagnetismo y diamagnetismo
Análisis de los datos o gráficos
Las especies paramagnéticas tienen
electrones desapareados y las diamag-
néticas no tienen electrones desapa-
reados, entonces de lo que se pide
hay que determinar que especies tie-
nen electrones desapareados.
Operación del problema
I.  
 
2 2 4
40 40Zr : Kr 5s 4p Zr :
Kr Diamagnético


II.   137Rb : Kr 5s Paramagnético
III.  
 
2 10 2 4
32 32
10
Ge : Ar 4s 3d 4p Ge :
Ar 3d Diamagnético


Conclusiones y respuesta
Solo el 37Rb es paramagnético.
Respuesta: D) Solo II
Problema 3
La configuración electrónica del 358Ce

es:
UNI 2011-II
A) [Xe] 5s2
B) [Xe] 6s1
C) [Xe] 5d1
D) [Xe] 4f1
E) [Xe] 5p1
problemas resueltos
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Resolución:
Ubicación de incógnita
Del tema de configuración electrónica
Análisis de los datos o gráficos
  2 1 158Ce : Xe 6s 4f 5d
Operación del problema
Luego al perder 3es, estos salen del
último nivel, entonces queda:
 3 158Ce : Xe 4f

Conclusión y respuesta
En esta configuración del Ce se debe
colocar primero un electrón en el
subnivel "d" y luego se va completan-
do el subnivel "f"; la respuesta es: 
Método práctico
Respuesta: D) [Xe] 4f1