Química Configuración electrónica. Profesor: Antonio Huamán

Transcripción

1 Química 2012 Configuración electrónica Profesor: Antonio Huamán 1

2 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Consiste en distribuir a los electrones en los niveles, subniveles y orbitales del átomo. La finalidad es la de conocer cuántos electrones exteriores (en el último nivel de energía) tiene y de ese modo deducir las propiedades químicas del elemento en cuestión. Existen diferentes métodos para ordenar los electrones, pero antes de exponer el método a usar, daremos algunas recomendaciones que debemos tener siempre en cuenta. a) El número atómico siempre indica el número de electrones para cada elemento. b) Existe un número máximo de electrones en cada subnivel. c) Los subniveles se van llenando en forma que se van completando los subniveles de menor energía.

3 Definiciones previas ORBITAL Es una región donde existe la mayor probabilidad de encontrar al electrón En cada orbital sólo puede haber hasta dos electrones que deben tener giros o espines opuestos. Para representar gráficamente un orbital se emplea y una flecha ( o ) para representar el electrón Tipos de orbitales vacío semilleno lleno (sin electrones) 1 electrón 2 electrones desapareado apareados

4 SUBNIVELES Esta región está formada por un conjunto deorbitales. Subnivel s p d f Nota: s p d f sharp(nítido) principal difuso fundamental a) Número de orbitales por subnivel: 2 l + 1 b) Número máximo de electrones por subnivel: 2(2 l + 1) Subnivel N Orbitales s p d f N máximo e

5 NIVELES Llamada también capa energética. Región formada por subniveles Notación espectroscópica Notación Cuántica Capa K L M N O P Q n Nota: Existen siete subniveles conocidos. A mayor nivel mayor energía y menos estabilidad

6 NOTACIÓN CUÁNTICA DE UN SUBNIVEL N de electrones Subnivel (número cuántico secundario) Ejemplo: Nivel de energía (número cuántico principal) 6p 3 5s 1 Significa que hay 3 electrones en el subnivel principal (p) del sexto nivel de energía. Significa que hay 1 electrón en el subnivel sharp (s) del quinto nivel de energía.

7 Principio de Construcción (Aufbau) Este principio establece que los electrones se distribuyen en los subniveles, en orden creciente a su energía relativa (E.R) Aufbau = palabra alemana : que significa construcción progresiva Energía Relativa (E.R) E R n n: nivel de energía l: subnivel de energía s p d f Ejemplo: Subnivel n l E.R 2p d 8 5s 1 4f 11

8 Regla del Serrucho (Regla de Moller) La aplicación del Principio de Aufbau da origen a una regla nemotécnica para determinar la configuración electrónica de los átomos.

9 Si empezamos por la línea superior y seguimos la flecha obtenemos el siguiente orden: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 Ejemplo: Escribir las configuraciones electrónicas por subniveles para los siguientes átomos. 9 F : 1s 2 2s 2 2p 5 15 P : 20 Ca: 30 Zn: 38 Sr :

10 Configuración Electrónica abreviada El método del Kernel, es una abreviación de la configuración de un gas noble. Los gases nobles son: helio ( 2 He), neón ( 10 Ne), argón ( 18 Ar), kriptón ( 36 Kr), xenón ( 54 Xe) y radón ( 86 Rn). Ejemplo: Realizar la C.E simplificada de los siguientes átomos. 13 Al : [ 10 Ne] 3s 2 3p 1 34 Se : 53 I : 82 Pb :

11 Principio de Máxima Multiplicidad (Regla de Hund) La regla de Hund es una regla empírica obtenida por Friedrich Hund que enuncia lo siguiente: Al distribuir electrones en orbitales del mismo subnivel, primero se trata de ocupar todos estos orbitales antes de terminar de llenarlos, esto es, los electrones deben tener igual sentido de spin (espines paralelos) antes de aparearse. Ejemplo: Indique la C.E por orbitales para los siguientes átomos 7 N : 1s 2 2s 2 2p 3 => 16 S :

12 Configuración Electrónica de iones 1. Para un anión Primero se determina la cantidad de electrones. Luego se realiza la configuración electrónica Ejemplo: Realizar la C.E de los siguientes aniones. 8 O -2 : 1s 2 2s 2 2p 6 e - =10 15 P -3 : 2. Para un catión Primero se realiza la C.E para el átomo neutro. Luego se quitan los electrones del nivel más externo. En caso que en el nivel más externo hayan varios subniveles, los electrones salen en orden: f, d, p, s

13 Ejemplo: Realizar la C.E de los siguientes cationes. 20 Ca Fe +3 Anomalías en la Configuración Electrónica Al desarrollar la configuración electrónica, encontramos una serie de excepciones, a las cuales consideramos como anomalías, entre estas tenemos los Antiserruchos. Se presenta en elementos de los grupos VIB y IB

14 Ejemplo: Realizar la C.E de los siguientes átomos. salta 1 electrón 24 Cr [ 18 Ar] 4s 2 3d 4 (inestable) [ 18 Ar] 4s 1 3d 5 (estable) salta 1 electrón 29 Cu [ 18 Ar] 4s 2 3d 9 (inestable) [ 18 Ar] 4s 1 3d 10 (estable)