CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

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1 Cpítulo CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA L form omo los ltrons s istriuyn n los ifrnts oritls un átomo s su onfigurión ltróni. L onfigurión ltróni más stl, o sl, un átomo s qull n l qu los ltrons stán n los stos nrgí más jos posils. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI Estl qu os ltrons n un mismo átomo no pun tnr los mismos stos uántios, s ir, no pun tnr l mismo onjunto númros uántios. Por onsiguint, n un oritl tómio pun xistir omo máximo os ltrons pr lo ul n tnr spins opustos. PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD DE HUND Estl qu, l istriuir ltrons n oritls gnros, s trt tnr l máximo númro ltrons spros. Es ir, s ponr un ltrón n oritl simpr on l mismo spín, y si sorn ltrons rién s pu omnzr l prminto. PRINCIPIO DE AUFBAU O DE LA CONSTRUCCIÓN ELECTRÓNICA Est prinipio stl qu los ltrons s istriuyn n los oritls por orn rint sus nrgís rltivs. Es ir, primro s llnn los sunivls mnor nrgí rltiv y sí susivmnt, onform umnt l nrgí rltiv. 1s s p 3 4p 4 4f 5s 5p 5 5f s p 7s 7p Orn llno los sunivls nrgí. 59

2 Quími Elmnto H Z 1 Digrm oritls 1s s p Configurión ltróni 1s 1 H 1s Li 3 1ss1 B 4 1ss B 5 1ssp1 C 1ssp Configurión ltróni lgunos lmntos. ANOMALÍAS AL PRINCIPIO DE LA CONSTRUCCIÓN ELECTRÓNICA S stl qu lguns onfigurions omo: Cr, Cu, Ag, Au, Mo, no pun trminr n ns (n-1) 4 ó ns (n-1) 9. En stos sos, l onfigurión orrt s ns 1 (n-1) 5 ó ns 1 (n-1) 10. Esto s io, qu los oritls ns y (n-1) tinn vlors nrgí muy próximos y st mnr tin hr más ltrons spros. Vmos l onfigurión l 4 Cr n torí: 4Cr: Pro, n rli s 4 Cr: PARAMAGNETISMO Los mtrils prmgnétios s rtrizn por tnr un susptiili mgnéti muy pquñ, io l prsni ltrons spros. Esto s sí, porqu l plir un mpo mgnétio xtrno, los momntos mgnétios tómios vrín, linános on l mpo y rforzno ligrmnt l mpo mgnétio plio. Est linión s ontrrrst por l moviminto térmio qu tin sorintr los ipolos mgnétios, rzón por l ul, l imntión isminuy on l tmprtur. Los mtrils prmgnétios son mtrils tríos por imns; pro no s onvirtn n mtrils prmnntmnt mgntizos. DIAMAGNETISMO En 1847 Mihl Fry surió qu un mustr ismuto r rpli por un imán potnt. A st omportminto, l nominó imgntismo. S trt un fto muy éil, ifíil mir, qu prsntn lguns sustnis tn omuns omo, por jmplo, l gu, l lio, l mgnsio, t. Otr form xplir l imgntismo s prtir l onfigurión ltróni los átomos o los sistms molulrs. D st form, l omportminto imgnétio lo prsntn sistms molulrs qu ontngn toos sus ltrons sin xpión pros y los sistms tómios o iónios qu ontngn oritls ompltmnt llnos. Es ir, los spins los ltrons l último nivl s nontrrán pros. Los mtrils imgnétios no son tríos por imns, son rplios y no s onvirtn n imns prmnnts. FERROMAGNETISMO El frromgntismo s l ornminto mgnétio toos los momntos mgnétios un mustr, n l mism irión y sntio, rsultno qu l mgntismo pu llgr sr hst un millón vs más intns qu l un sustni prmgnéti simpl. 0

3 HT HT Dominios mgnétios un frromgnto linános on un mpo rint. Los mtrils frromgnétios son mtrils qu pun sr mgntizos prmnntmnt por l pliión un mpo mgnétio xtrno. Est mpo xtrno pu sr tnto un imán nturl o un ltroimán. Son los prinipls mtrils mgnétios, l hirro, l níqul, l olto y lions stos. Si l tmprtur un mtril frromgnétio s umnt hst un irto punto llmo tmprtur Curi, l mtril pir ruptmnt su mgntismo prmnnt y s vulv prmgnétio. 1

4 Quími PROBLEMAS PROPUESTOS 01. Qué átomo prsnt trs ltrons spros? ) 11 N ) Ti ) 3 V ) F ) 8 R 0. En un átomo olto(z=7) n su sto sl, l númro totl nivls oupos por uno o más ltrons s: ) 1 ) ) 3 ) 4 ) Consir l átomo olto l prolm ntrior. El númro totl oritls oupos por uno o más ltrons s: ) 15 ) 1 ) 9 ) ) En l sto sl un átomo 7 Co hy... ltrons no pros y l átomo s... ) 3 - prmgnétio. ) 5 - prmgnétio. ) - imgnétio. ) 0 - imgnétio. ) 3 - frromgnétio. 05. Hllr l onfigurión ltróni un átomo qu prsnt 1 oritls llnos. Dr omo rspust l númro ltrons spros. ) 1 ) ) 3 ) 4 ) 5 0. Cuál ls proposiions qu ontinuión s inin s inorrt? ) np Aquí s viol l prinipio xlusión Puli. ) L onfigurión ltróni toos los lmntos stán rgios por l rgl l srruho ) 1s s 1 p 1 Aquí s viol l prinipio Aufu ) El lmnto uy ominión númros uántios sus os ltrons xtrnos s: 3, 0, 0, ±1/; tin l onfigurión ltróni 1s s p. 07. Dr l númro ltrons qu s nuntrn n l trr nivl (n=3) pr un lmnto qu tin 5 ltrons. ) 13 ) 11 ) 9 ) 15 ) El lmnto romo (Z=4) tin ltrons no pros n númros : ) ) 4 ) ) 5 ) El átomo l loro, n su últim órit girn: (N átomio 17). ) 5 ltrons. ) 7 ltrons. ) ltrons. ) 4 ltrons. ) 8 ltrons. 10. Dtrminr l númro ltrons l últim p pr l átomo Ruiio, si ontin 37 nulons on rg positiv: ) 1 ) ) 3 ) 4 ) Hllr l númro tómio un átomo qu ontin 11 ltrons rtrizos por =. ) 35 ) 1 ) 38 ) 39 ) Dtrminr los ltrons n sunivls "" l átomo Yoo, si prsnt 53 protons. ) ) 10 ) 1 ) 0 ) Pr l onfigurión ltróni l Arsénio (Z=33). Iniqu l númro ltrons vlni, oritls llnos y oritls smillnos. ) 5, 10, 1 ) 5, 15, ) 5, 15, 3 ) 3, 15, 3 ) 3, 1, 14. Un átomo prsnt 13 ltrons n su urto nivl y más s isótono on l tin? ) 95 ) 8 ) ) 49 ) 43 10Sn. Cuántos nulons Dtrminr l nti oritls llnos qu tin un átomo uy p "M" s nuntr smilln. ) 8 ) 0 ) 10 ) 9 ) 3 1. Dtrminr l proposiión fls: ) Si l último ltrón istriuio s rtriz por ( 3,0,0, 1/ ), ntons l númro tómio l átomo s 1.

5 ) En l istriuión: inumpl on l prinipio Aufu. ) El 15 P pos 3 oritls smillnos. ) El átomo 0 C s prmgnétio. ) L istriuión: [Kr] 5s 4xy 4xz 4yz 4 x orrspon l Ag (Z=47). 1 s s p x p y p z s y 4 z 17. Dtrmin l rg nulr un átomo qu pos ltrons spros y 5 nivls nrgí. ) 4 ) 3 ) 4 ) 4 ) En qué sos s rprsnt l onfigurión orrt? I Cr [Ar] 3 II. III. 9 Cu [Ar] 3 47 Ag [Kr] 5s 4 ) Sólo I ) II y III ) I y III ) Sólo III ) I,II y III 19. Sñl vrro (V) o flso (F) proposiión: I. El F s un lmnto imgnétio. II. El 1 C n su sto sl s prmgnétio. III. Un lmnto prmgnétio tin toos sus ltrons spros. IV. El 8 Ni s frromgnétio. ) FVFV ) FVVV ) VFVV ) VVFV ) VVFF 0. D l siguints onfigurions ltrónis, iniqu l inorrt: ) F - (Z=9) 1s s p ) Cl - (Z=17) 1s s p 1 x x y 3 p z ) C(Z=0) 1s s p ) Ar(Z=18) 1s s p ) Br(Z=35) 1s s p p 1 x 4p y 4p z 1. Dtrmin, qué spi s imgnéti? ) F ) F + ) F 3+ ) 30 Zn ) 11 N. Intifir los utro númros uántios l ltrón spro l Ruiio(Z= 37). ) 4,,-,+1/ ) 5,1, 0,+1/ ) 3,0,0,-1/ ) 5,0, 0,+1/ ) 3,,-1,-1/ 3. Los utro númros uántios otvo ltrón l Oxígno Z=8 son: ) n=, l=1, m l =1, m s =-1/ ) n=, l=1, m l =, m s =1/ ) n=, l=1, m l =0, m s =1/ ) n=, l=, m l =1, m s =1/ ) n=, l=0, m l =0, m s s=1/ 4. L moléul l Flúor stá form por os átomos, los qu stán unios por un nl ovlnt. Cuántos ltrons tnrá átomo l moléul l Flúor n su órit vlni? ) 8 y 8 ) 8 y ) 7 y ) y ) 7 y 7 5. Cuál s l númro tómio l lmnto Símolo D: onfigurión ltróni por nivls:, 8, 1, ) 8 ) 4 ) 10 ) ) 18. Cuántos ltrons no pros hrá n un ion X + on Z=14? ) 3 ) 1 ) 0 ) ) 4 7. Cuál ls siguints onfigurions s l orrt pr l Argón, si prsnt 18 protons? ) 1s s p 4 ) 1s s p ) 1s s p ) 1s s p ) 1s s 5p 8. Qué átomo prsnt 1 ltrón vlni? ) Ti ) 30 Zn ) 47 Ag ) 14 Si ) 53 I 9. Dtrminr l númro ms un átomo, si prsnt 17 ltrons n los sunivls "p" y 45 nulons nutros. ) 78 ) 80 ) 85 ) 90 ) 94 3

6 Quími 30. Un átomo X s isótono on 70 Y(Z=3) isóro on Z. Dtrmin uántos ltrons pos X 3+. ) 9 ) 5 ) ) 31 ) Pr l onfigurión ltróni l spi: 5 30 Zn. Qué ltrón no s ui n ih onfigurión? ) 3,, +, -1/ ) 3,, -1, -1/ ) 3,, 0, -1/ ) 4, 0, 0, -1/ ) 3, 1, -1, -1/ 3. Sino qu ls spis isoltrónis son qulls qu tinn l mismo númro ltrons y l mism onfigurión, qué spis no son isoltrónis? ) 5 B + y 53 I - ) 3 V + y 1 S ) 1 S 3+ y 17 Cl - ) 19 K 1+ y 0 C + ) 17 Cl - y 18 Ar 33. Rspto l 8 P Qué proposiion s fls? ) El átomo plomo s prmgnétio. ) Prsnt 4 ltrons vlni. ) Su onfigurión ltróni por nivls s:, 8, 18, 3, 18, 4 ) El átomo plomo prsnt 4 ltrons spros. ) Su onfigurión ltróni s: [X] s 4f p 34. Cuántos los siguints lmntos no tinn un onfigurión ltróni qu pu sr prvist por l prinipio onstruión AUFBAU? I. 3 X II. 9 X III. 80 X IV. 79 X V. 4 X VI. 8 X ) ) 3 ) 4 ) 5 ) 35. Dtrmin los nunios orrtos on rspto los oritls tómios. ) Los oritls p un mismo nivl son iéntios n tmño y form; pro ifrnts n orintión y nrgí. ) Toos los oritls un mismo nivl son gnros y ifrnts n orintión y form. ) L nrgí totl un átomo sólo pn l sum l nrgí los oritls xtrnos él. ) FVF ) FFF ) VFV ) VVF ) VVV 3. Cuál s l onfigurión ltróni l ión Sn 4+ (Z=50)? ) [Kr] 5s p ) [Kr] 5s p 0 ) [Kr] 5s ) [N] 0 0 ) [Kr] 5s Un spi quími pos 1 oritls llnos n su onfigurión ltróni y 40 nutrons n su núlo. Iniqu su númro ms. ) 5 ) 7 ) 74 ) 7 ) Sñlr l ltrntiv inorrt: ) 1 1 C : 1s s p x p y ) 0 8 8Ni : [Ar] 3 ) Ag : [Kr]5s 4 ) 1Mg :[N] ) 1 1 9F : 1s s px py p z 39. Dtrminr L istriuión ltróni l 9 Cu +? ) [Ar] 3 9 ) [Ar] ) [Ar] ) [Ar] ) [Ar] L rzón ntr l rg nulr y l númro nulons s 7/1; si, más, prsnt l máximo númro tómio on os sunivls prinipls llnos. Clul l totl nutrons iho átomo. ) 40 ) 45 ) 55 ) 0 ) Cuál ls siguints proposiions s inorrt? ) 7N prsnt 3 oritls smillnos. ) El Ti (Z=) s un átomo prmgnétio. ) En l istriuión: [ N] x y s viol l prinipio máxim multiplii. ) Ls spis: 0 C y Ti + son isoltrónios. ) En l istriuión: [ Ar] s inumpl on l prinipio Exlusión Puli. 4. Si l númro másio un átomo s 108 y prsnt 4 oritls llnos n l urto nivl. Sñlr l númro nutrons xistnt, onsirno l máxim onfigurión posil. ) 0 ) ) 80 ) 5 ) El ión J + tin l mismo númro ltrons qu l ion X 3+, uyo último ltrón istriuio, prsnt los númros uántios (3,, -1,-1/). Dtrminr los prolls númros uántios l último ltrón istriuio pr l ion J +. 4

7 ) (3,, 1, +1/) ) (4, 1, 0, - 1/) ) (3,, -1, +1/) ) (3,, -1, -1/) ) (4, 1, 1, +1/) 44. El siguint uro prsnt los númros uántios los ltrons: último, pnúltimo y ntpnúltimo n l onfigurión l Flúor. (Z=9) Eltrón n l m s Último A D G J Pnúltimo B E H K Antpnúltimo C F I L Qué rlión s inorrt? ) D=F ) J L ) B E ) A<E ) G J 45. Intifir un lmnto frromgnétio: ) Z=55 ) Z=7 ) Z=3 ) Z=18 ) Z= 3 4. L sum l númro másio y númro tómio s 13. Dtrminr l númro nutrons; si s s, más, qu n su urto nivl pos 14 ltrons. ) 47 ) 8 ) 48 ) 89 ) L sum los númro tómios os isótonos X Y s 18. Si sus númros ms son l ol y l tripl sus rsptivos númros tómios. Dtrmin, uántos ltrons spros prsnt l átomo Y? ) 1 ) ) 3 ) 4 ) Cuál ls siguints onfigurions ions monotómios s inorrt? ) 9 Cu + : [Ar] ) 9F :1s s ) 3 3V :[Ar]3 ) 3 4 4Cr :[Ar]3 ) F :[Ar] En s los siguints átomos o ions: 3 Li, 1 Mg, 18 S, 30 Zn, 5 B, 9 Cu+, F 3+ Rspon vrro (V) o flso (F) ls siguints proposiions: I. Existn más prmgnétios qu imgnétios. II. Los ions son prmgnétios. III. El Mg s imgnétio. ) VVV ) VFF ) FVV ) FVF ) FFF 50. Si un átomo umpl l siguint rlión: A Zn on: A = númro ms Z = númro tómio n = nti nutrons Amás tin 5 ltrons n su 5to nivl. Cuál s l vlor l númro másio? ) 51 ) 7 ) 95 ) 100 ) Un lmnto tin átomos on l siguint istriuión ltróni: [X] ns x (n-1) y (n-) f z np w Tnino, más, sólo 3 ltrons n su últim p. Hllr l vlor : U = x+y+z+w+n ) 31 ) 33 ) 35 ) 37 ) El númro nutrons un átomo "x" x n os l smisum sus ltrons y protons. Amás su rg nulr x n uno l rg nulr máxim un átomo "y" qu tin sunivls "p" llnos. Hllr l nti nulons l átomo "x". ) 130 ) 140 ) 74 ) 10 ) El númro ms un tión ivlnt s. Si n su 3r nivl tin 1 ltrons, trminr los númros uántios l ltrón spro, otro átomo qu s isótono on iho ión, si su ms s 1, g. (Consir m p +=m n o). ) (4,,, -1/) ) (4,,-, +1/) ) (3,,0, -1/) ) (4,0,0, +1/) ) (4,,0, +1/) 54. D ls siguints proposiions, inir uáls son vrrs (V) o flss (F), n l orn n qu s prsntn. I. El sptro misión s prou uno l ltrón sor nrgí. II. El númro uántio prinipl qu orrspon un sunivl " f " s n=4. III. No hy ifrni ntr l finiión órit y oritl. ) FFF ) FVF ) FVV ) VVV ) VFV 55. S tin 3 isótopos un lmnto "x" uyos númros ms sumn "" y l nti totl nutrons s "" si uno los isótopos pos "" ltrons n l urt p y <<8. Qué rlión pu stlrs ntr, y? ) --3 = 84 ) ++=7 ) --3 = 90 ) +-3=54 ) -+3 = 84 5

8 Quími 5. Dtrmin si ls spis 37 R ó 39 Y + prsntn l mism onfigurión ltróni. ) Sí. ) No. ) Tl vz. ) Fltn tos. ) Imposil sr. 57. El primr sto xito s rfir l onfigurión más próxim l sto funmntl y, l mismo timpo, más lt nrgí. Esriir l onfigurion ltróni orrsponints l primr sto xito l 38 Sr. ) [Kr]5s ) [Ar] 5s ) [Kr]5s ) [Kr]5s 1 5p 1 ) [Kr]5s A ontinuión, s n ls onfigurions orrsponints un sto xito lgunos átomos nutros. Esri ls onfigurions pr l sto funmntl uno llos. I.- ( K, L, M ) 4p 3 II.- ( k, L, M ) 4p 4 4 I II 59. En l siguint grupo lmntos, xistn lgunos qu no umpln ls rgls onfigurión ltróni, intifíqulos. Sñl, más, l qu prsnt myor prmgntismo: 1 S, F, 9 Cu, 4 Mo, 47 Ag, 53 I, 8 P, 55 Cs. ) F, Cu, Ag - F ) S, Mo, Ag - Ag ) Cu, Mo, Ag - Cu ) Cu, Mo, Ag - Ag ) Cu, Mo, Ag - Mo 0. Un ión x + tin "" ltrons n l urto nivl, 8 < < 18. Dtrmin, uánto ltrons tin x +? ) ) ) ) ) ) [Ar] p 1 [Kr]5s 4 4 ) [Ar] p 1 [Kr]5s 4 ) [Ar] p 3 [Kr]5s 4 ) [Kr] p 1 [Kr]5s ) Ar] p 1 [Kr]5s 1 4 5

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