Ensamble de Ideas

¿Qué es la configuración electrónica?

Se proporciona la configuración electrónica de un elemento al indicar los orbitales asociados a las distintas partículas negativas de un átomo. Veamos a qué se refiere este concepto entendiendo algunas cuestiones.

¿Cómo escribir una configuración electrónica de átomos neutros?

Al escribir la configuración electrónica de un elemento cualquiera, deben llevar a cabo ciertos pasos. La siguiente tabla resume los cuatro pasos necesarios para realizar una correcta configuración electrónica:

• Observamos la cantidad de electrones de la partícula. Este valor coincide (si es el átomo es neutro) con el Número Atómico del elemento.
  
• La configuración electrónica se representa de forma abreviada indicando los subniveles ocupados por sus electrones, luego de los niveles de energía (1, 2, 3, 4, 5, etcétera) correspondientes.
  
• Se coloca la cantidad de dichos electrones en cada subnivel (s, p, d o f) en forma de superíndice (por ejemplo: 1s² 2s² 2p³, donde 1 y 2 son los niveles de energía (u órbitas); s y p, los subniveles; y los superíndices 2 y 3, la cantidad de electrones en cada subnivel).
  
• Se distribuyen las partículas negativas teniendo en cuente la energía creciente de sus orbitales, respetando el diagrama siguiente:

Ejemplos de Configuración Electrónica

Configuración electrónica del calcio

Siguiendo los pasos nombrados arriba, la configuración electrónica del calcio (Ca), de número atómico 20, es:

 C. E. Ca = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 
Notar que: ^{2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 = 20  (que es la cantidad de electrones del calcio).}

¿Cómo lo hicimos? Vayamos paso por paso.

• Primero, nos fijamos cuántos electrones tiene el calcio. En la tabla periódica, podemos hallar fácilmente que el calcio tiene 20 electrones.
  
• Luego, revisamos el diagrama de Linus Pauling (o Regla de las Diagonales) y vemos que lo primero que aparece es 1s. Como la máxima cantidad de electrones que acepta la s es 2, nos estaría quedando “1s²”, pero aún no alcanzamos los veinte electrones que necesitamos, por lo que continuamos observando el diagrama y seguimos con “2s²”. Haciendo la suma de los supraíndices, nos damos cuenta que recién vamos por cuatro electrones. Hay que llegar a 20 electrones. Seguimos viendo el diagrama y colocando todo lo necesario (siguiendo las diagonales, nunca en horizontal). Teniendo en cuenta que sigue “2p” y la p acepta como máximo 6 electrones, nos quedará 2p⁶. Pero aún no hemos llegado a los veinte (vamos diez electrones). Hay que continuar el proceso hasta llegar a veinte. En conclusión, nos queda 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

La configuración electrónica del calcio indica que en su último nivel existen dos electrones, pues el nivel 4 es el máximo y contiene en él a dos electrones (según indica 4s²); mientras que por otro lado, podemos afirmar que el nivel 3 contiene ocho electrones, pues esto indican 3s² y 3p⁶, donde la suma de sus superíndices es igual a 8.

Configuración electrónica del oxígeno

Mientras que la configuración electrónica del oxígeno (O), de número atómico 8, es:

C. E. O = 1s² 2s² 2p⁴ 
Notar que:   ^{2 + 2 + 4 = 8    (que es la cantidad de electrones del oxígeno).}

¿Cómo lo hicimos? Vayamos paso por paso.

• Primero, nos fijamos cuántos electrones tiene el oxígeno. En la tabla periódica, podemos hallar fácilmente que el oxígeno tiene 8 electrones.
• Luego, revisamos el diagrama de Linus Pauling (o Regla de las Diagonales) y vemos que lo primero que aparece es 1s. Como la máxima cantidad de electrones que acepta la s es 2, nos estaría quedando “1s²”, pero aún no alcanzamos los ocho electrones que necesitamos, por lo que continuamos observando el diagrama y seguimos con “2s²”. Haciendo la suma de los supraíndices, nos damos cuenta que recién vamos por cuatro electrones. Hay que llegar a 8 electrones. Seguimos viendo el diagrama y colocando todo lo necesario. En conclusión, nos queda 1s² 2s² 2p⁴.

Nuestro video sobre Cómo realizar una configuración electrónica.

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Cantidad máxima de electrones por nivel de energía.

Cada nivel de energía acepta un número máximo de electrones. Este número no es al azar, sino que sigue una fórmula muy sencilla de calcular.

A continuación, se presenta la cantidad máxima de electrones que los niveles de energía pueden abarcar, conforme a una fórmula: e = 2n², donde e es la cantidad de electrones máxima de canda nivel de energía y n es el número de nivel de energía examinado.

Al representar al átomo en un esquema, se debe tomar en cuenta que los niveles de energía (que se corresponden a las órbitas) sólo pueden abarcar a una determinada cantidad de electrones. El nivel 1 comprende únicamente 2 electrones; el nivel 2, 8 electrones; el nivel 3, 18 electrones; el nivel 4, 32 electrones.

¿Qué es un orbital?

Vieron que la configuración electrónica organiza a los electrones en los diferentes niveles; de esta manera, podrán indicar cuántas partículas negativas posee cada una de ellos.

ACTIVIDADES

Guía de preguntas.

1. ¿Qué es la configuración electrónica?
2. ¿Qué es un orbital atómico?
3. ¿Por qué debemos mirar el número atómico y no el másico a la hora de realizar la configuración electrónica de un elemento?
4. Realizar la configuración electrónica del neón, argón, criptón, xenón y radón y responde, en orden: a) ¿Cuántos electrones como máximo acepta el subnivel “p”? b) ¿Cuántos electrones como máximo acepta el subnivel “s”? c) Todos los elementos anteriores, ¿tienen el subnivel “p” y “s” completo? d) ¿Qué clase de elementos son todos los de esta actividad? e) ¿Qué conclusiones puedes sacar entre las respuestas de la actividad 4.c y 4.d?

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