Configuración electrónica

Vista previa del material en texto

Configuración electrónica
La configuración electrónica de un elemento es una representación de la estructura electrónica del átomo. Nos muestra dónde se ubican los electrones en los distintos niveles y subniveles energéticos y orbitales que rodean el núcleo atómico.
Para los 118 elementos confirmados, los electrones se posicionan en siete niveles energéticos o capas. El primero, 1, es el de menor energía y más cercano al núcleo atómico. Conforme aumenta el nivel energético, los electrones tendrán más energía, pero estarán más alejados del núcleo.
Dentro de cada nivel hay subniveles o subcapas que albergan electrones. Dependiendo del subnivel, podrá contener uno o más pares de electrones:
Subnivel s: es el subnivel más pequeño. Contiene un orbital, por lo que puede albergar un par de electrones, con un total de 2.
Subnivel p: contiene tres orbitales, por lo que puede albergar tres pares de electrones, con un total de 6.
Subnivel d: contiene cinco orbitales, por lo que puede albergar cinco pares de electrones, con un total de 10.
Subnivel f: contiene siete orbitales, por lo que puede albergar siete pares de electrones, con un total de 14.
Para saber en qué orden y cómo se colocan los electrones por niveles y subniveles, nos podemos servir del siguiente diagrama:
Otros detalles sobre las configuraciones electrónicas
Exceptuando el helio, todos los gases nobles terminan su configuración en Xs2 Xp6. Esta es la configuración electrónica más estable que puede tener un nivel energético, y es la razón por la que los gases nobles son poco reactivos.
El principio de exclusión de Pauli establece que dos partículas no pueden tener un mismo estado cuántico. Dos electrones en un mismo nivel y subnivel energético se diferencian por su espín o momento angular intrínseco, que puede ser +1/2 o -1/2. Al existir solo dos valores posibles, el orbital de un subnivel no admite más de dos electrones.
El principio de Aufbau y la regla de Madelung no se aplican a todos los elementos. En concreto, los metales de transición y varios de los elementos más pesados presentan configuraciones distintas a las esperadas. Veamos el caso del cromo.
configuración electrónica del cromo
El cromo es un elemento que alberga 24 electrones. Si deducimos la configuración electrónica paso a paso, sirviéndonos del diagrama, obtendríamos 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4.
Sin embargo, la configuración electrónica real es de 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5, o [Ar] 4s1 3d5 según la notación de Kernel. La razón es que el subnivel d es más estable estando medio lleno que conteniendo 4 electrones. Por ello, un electrón del subnivel s se desplaza hacia el subnivel d, resultando en 4s1 3d5.
Además del cromo, hay otros elementos cuya configuración no sigue el diagrama de forma estricta, como el níquel, el cobre, la plata o el cerio.