Química.

Configuración electrónica y orbitales atómicos.

Configuración electrónica

• Como sabes en la corteza atómica se encuentran los electrones moviéndose alrededor del núcleo atómico.

• Los electrones se encuentran en la corteza en diferentes capas o niveles. En cada capa o nivel se puede situar un número máximo de electrones que viene dado por la expresión:   nº electrones = 2·n2, donde n es el número de orden de la capa o nivel.

A su vez, los electrones se encuentran en cada nivel distribuidos en diferentes subniveles denominados con las letras s, p, d, f, etc.

El número de electrones que cabe en cada subnivel es el siguiente:

SubnivelNúmero de electrones que puede haber como máximo

s 2

p 6

d 10

f 14

• El tipo de subnivel que puede tener un nivel dado depende del número de electrones máximo del mismo:

Nivel (n)Número máximo de electrones

que se pueden poner (2·n2)Subniveles que

tiene

1 2·12 = 2·1 = 2 s

2 2·22=2·4=8sp

3 

2·32=2·9=18spd

4 2·42=2·16=32

spdf

• Para tener una idea muy aproximada de la distribución de los electrones en los diferentes niveles y subniveles se utiliza el diagrama de Möller.

• Este diagrama indica el orden de llenado de los subniveles y niveles de energía de un átomo, de arriba hacia abajo, siguiendo el sentido de las flechas, hasta llegar al número de electrones que tiene dicho átomo.

• Ejemplo:  • Escribe la estructura electrónica

(distribución de electrones en la corteza) del elemento Ho (Z = 67).

• El número de protones coincide con el número atómico, es decir tendrá 67 protones.

• En el átomo neutro habrá tantos protones como electrones:  nº e- = 67. 

• Dibujando el diagrama de Möller, se van cubriendo los huecos hasta alcanzar el número de 67 electrones.  

• La configuración electrónica es: 1 s2  2 s2 p6  3 s2 p6 d10  4 s2 p6 d10  5 s2 p6  6 s2  4 f11 

• El subnivel que se está llenando se debe poner al final, en nuestro ejemplo 4 f11.

• En química resulta de importancia los electrones más lejanos al núcleo:

-Electrones de los subniveles ‘s’ y / o ‘p’ del último subnivel.

-Electrones de los subniveles  ‘d’ o ‘f’ que estén incompletos.

• En nuestro ejemplo los electrones que resultan de interés en química serían 6 s2  4 f11 al ser lo que están más lejos del núcleo, resultando más fácil que intervengan en las reacciones químicas habituales.

• El resto de los electrones se encuentran en niveles / subniveles más unidos al núcleo, resultando más difícil extraerlos / moverlos a otros nivel en las reacciones

químicas habituales.

Orbitales atómicos.• Los electrones son partículas subatómicas

que orbitan alrededor del núcleo. Sin embargo contrariamente al modelo de Bohr (que se ve en la figura) no lo hacen siguiendo trayectorias circulares.

• Los electrones se mueven irregularmente por espacios llamados orbitales, que se agrupan por niveles de energía o capas.

Capas.

• Los electrones se sitúan alrededor del núcleo en niveles de energía, o en capas. Estas capas son similares a una escalera, en la que son posibles unos niveles de energía concretos y no los valores intermedios.

• Las capas más altas corresponden con los niveles mas altos de energía.

• Cada capa contiene uno o más orbitales de diferentes tipos.

Capa orbital No. deorbitales

No. maximo de

e-

No. Total de e- por capa

1 s 1 2 2

2 s 1 2 8

p 3 6

3 s 1 2 18

p 3 6

d 5 10

4 s 1 2 32

p 3 6

d 5 10

f 7 14

Orbitales.• Hay cuatro tipos básicos de orbitales:

s, p, d, y f.

• En cualquier nivel, no puede haber más que un conjunto de cada tipo de orbital, y estos conjuntos son más amplios en los niveles de mayor energía.

• Los electrones se van colocando en estos orbitales, hasta un máximo de dos por orbital, empezando por los niveles más bajos.

1s

2s, 2p

3s, 3p, 3d

4s, 4p, 4d, 4f

5s, 5p, 5d, 5f

6s, 6p, 6d

7s, 7p

Orbital “s”.

• Los orbitales s tienen forma esférica y pueden contener hasta un máximo de dos electrones.

• Hay un orbital s en cada nivel de energía.

Orbital “p”.

• Un orbital p es un conjunto de tres parejas de lóbulos orientadas en las tres dimensiones.

• Cada uno de estos tres orbitales puede tener un maximo de dos electrones, por lo tanto un orbital p lleno contiene seis electrones.

• El orbital p puede encontrarse a partir del segundo nivel de energía.

Orbital “d”.

• El orbital d es un conjunto de cinco orbitales, dispuestos en los planos X, Y, y Z.

• Cada uno de estos cinco orbitales puede contener un máximo de dos electrones, por lo que un orbital d completo tiene diez electrones.

• Los orbitales d se encuentran a partir de la tercera capa.

Orbital f.

• El orbital f es un conjunto de siete orbitales, simétricamente distribuidos sobre los planos X, Y, y Z.

• En cada uno de estos siete orbitales puede haber un máximo de dos electrones, por lo que un orbital f puede tener hasta catorce electrones.

• Los orbitales f se encuentran a partir de la cuarta capa.

• FIN

• PARA REAFIRMAR CONCEPTOS O SI DESEAS MAS INFORMACION , PUEDES CONSULTAR CUALQUIER OTRA FUENTE BIBLIOGRAFICA