La configuración electrónica de un átomo es una representación numérica de las órbitas de los electrones. Las órbitas de los electrones son las diferentes regiones alrededor del núcleo atómico, donde los electrones suelen estar presentes. Una configuración electrónica puede decirle al lector sobre el número de electro órbitas que tiene un átomo, así como el número de electrones que ocupan cada órbita. Una vez que comprenda los principios básicos detrás de las configuraciones electrónicas, podrá escribir sus propias configuraciones y manejar sus pruebas químicas con confianza.
Paso
Método 1 de 2: Determinación de electrones a través de la tabla periódica
Paso 1. Encuentra tu número atómico
Cada átomo tiene un número específico de electrones. Encuentra el símbolo químico de tu átomo en la tabla periódica anterior. El número atómico es un número entero positivo que comienza en 1 (para el hidrógeno) y aumenta en 1 cada vez para los átomos subsiguientes. Este número atómico es también el número de protones en un átomo, por lo que también representa el número de electrones en un átomo con contenido cero.
Paso 2. Determine el contenido atómico
Los átomos con contenido cero tendrán el número exacto de electrones enumerados en la tabla periódica anterior. Sin embargo, el átomo con el contenido tendrá un número mayor o menor de electrones, dependiendo del tamaño del contenido. Si se trata de contenido atómico, sume o sume electrones: sume un electrón por cada carga negativa y reste uno por cada carga positiva.
Por ejemplo, un átomo de sodio con un contenido de -1 tendrá un electrón extra además de su número atómico base, que es 11. Entonces, este átomo de sodio tendrá un total de 12 electrones
Paso 3. Guarde la lista de órbitas estándar en su memoria
Cuando un átomo gana electrones, llena diferentes órbitas en un orden específico. Cada conjunto de estas órbitas, cuando está completamente ocupado, contendrá un número par de electrones. Los conjuntos de estas órbitas son:
- El conjunto de orbitales s (cualquier número en la configuración electrónica seguido de una "s") incluye una sola órbita y, de acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, una sola órbita puede incluir un máximo de 2 electrones, por lo que cada conjunto de orbitales s puede contienen 2 electrones.
- El conjunto de orbitales p contiene 3 órbitas y puede incluir un total de 6 electrones.
- El conjunto de orbitales d contiene 5 órbitas, por lo que este conjunto puede incluir 10 electrones.
- El conjunto de orbitales f contiene 7 órbitas, por lo que puede incluir 14 electrones.
Paso 4. Comprender la notación de la configuración electrónica
La configuración electrónica está escrita de una manera que muestra claramente el número de electrones en un átomo y en cada órbita. Cada órbita se escribe secuencialmente, con el número de electrones en cada órbita escrito en letras más bajas y en una posición más alta (superíndice) a la derecha del nombre de la órbita. La configuración electrónica final es una colección de datos sobre nombres de órbitas y superíndices.
Por ejemplo, aquí hay una configuración electrónica simple: 1 s2 2 s2 2p6. Esta configuración muestra que hay dos electrones en el conjunto orbital 1s, dos electrones en el conjunto orbital 2s y seis electrones en el conjunto orbital 2p. 2 + 2 + 6 = 10 electrones. Esta configuración electrónica se aplica a los átomos de neón que no tienen contenido (el número atómico del neón es 10.)
Paso 5. Recuerda el orden de las órbitas
Tenga en cuenta que aunque el conjunto de órbitas está numerado según el número de capas de electrones, las órbitas se ordenan según su energía. Por ejemplo, un 42 que contiene un nivel de energía más bajo (o potencialmente más volátil) que un átomo de 3D.10 que está total o parcialmente lleno, por lo que la columna 4 se escribe primero. Una vez que sepa el orden de las órbitas, puede completarlas según la cantidad de electrones en cada átomo. El orden de llenado de las órbitas es el siguiente: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s.
- Una configuración electrónica para un átomo con todas las órbitas completamente llenas se vería así: 1s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5 s2 4d10 5p6 6 s2 4f14 5d10 6p6 7 s2 5f14 6d107p68 s2
- La lista anterior, si se completan todas las capas, será la configuración electrónica de Uuo (Ununoctium), 118, que es el átomo con el número más alto en la tabla periódica, por lo que esta configuración electrónica contiene todas las capas de electrones que actualmente se sabe que existen en un átomo neutral.
Paso 6. Complete las órbitas según la cantidad de electrones en su átomo
Por ejemplo, si quisiéramos escribir la configuración electrónica de un átomo de calcio sin contenido, comenzaríamos por determinar el número atómico de calcio en la tabla periódica. El número es 20, por lo que escribiremos la configuración de un átomo con 20 electrones en el orden anterior.
- Rellena las órbitas siguiendo la secuencia anterior hasta alcanzar un total de 20 electrones. La órbita 1s contiene dos electrones, la órbita 2s dos, la órbita 2p seis, la órbita 3s dos, la órbita 3p seis y la órbita 4s dos (2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20.) Entonces, la configuración electrónica para el calcio es: 1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4s2.
- Nota: Los niveles de energía cambian a medida que su órbita se hace más grande. Por ejemplo, cuando alcances el cuarto nivel de energía, entonces 4s serán los primeros, luego 3d. Después del cuarto nivel de energía, pasará al quinto nivel donde el orden vuelve al principio. Esto solo sucede después del tercer nivel de energía.
Paso 7. Utilice la tabla periódica como atajo visual
Es posible que haya notado que la forma de la tabla periódica representa el orden del conjunto de órbitas en la configuración electrónica. Por ejemplo, los átomos de la segunda columna de la izquierda siempre terminan en "s2", los átomos en la región derecha del centro delgado siempre terminan en" d10, "etc. Utilice la tabla periódica como ayuda visual para escribir las configuraciones de los electrones; el orden de los electrones que escribe en las órbitas está directamente relacionado con su posición en la tabla. Vea a continuación:
- Específicamente, las dos columnas más a la izquierda representan átomos con configuraciones electrónicas que terminan en órbitas s, la mitad derecha de la tabla representa átomos con configuraciones electrónicas que terminan en órbitas s, las secciones centrales representan átomos que terminan en órbitas d y la mitad inferior para átomos que terminan en d orbitales.órbitas f.
- Por ejemplo, cuando desee escribir la configuración electrónica del cloro, piense: "Este átomo está en la tercera fila (o" período ") de la tabla periódica. También está en la quinta columna del bloque de la órbita p del tabla periódica. Entonces, la configuración que el electrón terminará con… 3p5
- Precaución: las regiones orbitales d y f en la tabla representan diferentes niveles de energía con la fila en la que están ubicadas. Por ejemplo, la primera fila de bloques orbitales d representa órbitas 3d aunque estén ubicadas en el período 4, mientras que la primera fila de órbitas f representa órbitas 4f aunque en realidad estén en el período 6.
Paso 8. Aprenda a escribir rápidamente configuraciones de electrones
Los átomos del lado derecho de la tabla periódica se llaman Gases nobles. Estos elementos son químicamente muy estables. Para acortar el largo proceso de escribir configuraciones de electrones, escriba el símbolo químico del elemento gaseoso más cercano que tenga menos electrones que átomos en sus paréntesis, luego continúe con la configuración de electrones para el conjunto de órbitas que sigue. Vea el ejemplo a continuación:
- Para facilitarle la comprensión de este concepto, se proporciona una configuración de ejemplo. Escribamos la configuración para Zinc (con número atómico 30) usando el método rápido de gas noble. La configuración electrónica general del zinc es: 1s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d10. Sin embargo, tenga en cuenta que 1s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 es la configuración del argón, un gas noble. Reemplace esta parte de la notación de electrones de zinc con el símbolo químico Argón entre paréntesis ([Ar]).
- Entonces, la configuración electrónica del zinc se puede escribir rápidamente como [Ar] 4 s2 3d10.
Método 2 de 2: uso de la tabla periódica de ADOMAH
Paso 1. Comprender la tabla periódica de ADOMAH
Este método de escribir configuraciones electrónicas no requiere que las memorice. Sin embargo, es necesario reorganizar la tabla periódica, porque en la tabla periódica tradicional, a partir de la cuarta fila, el número de período no representa la capa de electrones. Busque la tabla periódica de ADOMAH, que es una tabla periódica especialmente diseñada por el científico Valery Tsimmerman. Puede encontrarlo fácilmente mediante una búsqueda en línea.
- En la tabla periódica de ADOMAH, las filas horizontales representan grupos de elementos, como halógenos, gases débiles, metales alcalinos, alcalinotérreos, etc. Las columnas verticales representan las capas de electrones y se denominan “cascadas” (líneas diagonales que conectan los bloques s, p, dyf) que corresponden al período.
- El helio se mueve junto al hidrógeno, porque ambos tienen órbitas 1s. Varios períodos (s, p, d y f) se muestran a la derecha y los números de capa están debajo. Los elementos se muestran en cajas rectangulares numeradas del 1 al 120. Estos números son números atómicos normales que representan el número total de electrones en un átomo neutro.
Paso 2. Encuentra tu átomo en la tabla ADOMAH
Para escribir la configuración electrónica de un elemento, ubique su símbolo en la tabla periódica de ADOMAH y tache todos los elementos con el número atómico más alto. Por ejemplo, si desea escribir la configuración electrónica de Erbio (68), tache los elementos 69 a 120.
Observe los números del 1 al 8 en la parte inferior de la tabla. Estos números son los números de la capa de electrones o números de columna. Ignore las columnas que contienen solo los elementos que ha tachado. Para el erbio, las columnas restantes son los números de columna 1, 2, 3, 4, 5 y 6
Paso 3. Calcula tu conjunto atómico finito de órbitas
Al observar los símbolos de bloque en el lado derecho de la tabla (s, p, dyf) y los números de columna en la parte inferior de la tabla e ignorar las líneas diagonales entre los bloques, divida las columnas en columnas. y escríbalos en orden de abajo hacia arriba. Nuevamente, ignore los bloques de columnas que incluyen todos los elementos tachados. Escriba los comienzos de la columna del bloque comenzando con el número de columna y luego seguido por el símbolo del bloque, así: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (en el caso de Erbio).
Nota: Las configuraciones electrónicas de Er anteriores se escriben en orden creciente de número de capa. También puede escribir en el orden en que se llenan las órbitas. Siga la cascada de arriba hacia abajo (no columnas) mientras escribe bloques de columnas: 1s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5 s2 4d10 5p6 6 s2 4f12.
Paso 4. Cuenta los electrones en cada conjunto de órbitas
Cuente los elementos sin pelar en cada bloque de columna, ingresando un electrón por elemento, luego escriba el número después del símbolo de bloque para cada bloque de columna, así: 1s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12 5 s2 5p6 6 s2. En nuestro ejemplo, esta es la configuración electrónica del erbio.
Paso 5. Conozca la configuración errática de los electrones
Hay dieciocho excepciones a la configuración electrónica de los átomos con el nivel de energía más bajo, o lo que comúnmente se llama nivel elemental. Esta excepción rompe la regla general en las posiciones de los últimos dos o tres electrones. En tal caso, la configuración electrónica real mantiene al electrón en un estado de energía más bajo que en la configuración estándar del átomo. Estos átomos erráticos son:
Cr (…, 3d5, 4s1); Cu (…, 3d10, 4s1); Nótese bien (…, 4d4, 5s1); Mes (…, 4d5, 5s1); Ru (…, 4d7, 5s1); Rh (…, 4d8, 5s1); Pd (…, 4d10, 5s0); Ag (…, 4d10, 5s1); La (…, 5d1, 6s2); Ce (…, 4f1, 5d1, 6s2); Di-s (…, 4f7, 5d1, 6s2); Au (…, 5d10, 6s1); Aire acondicionado (…, 6d1, 7s2); Th (…, 6d2, 7s2); Pensilvania (…, 5f2, 6d1, 7s2); U (…, 5f3, 6d1, 7s2); Notario público (…, 5f4, 6d1, 7s2) y cm (…, 5f7, 6d1, 7s2).
Consejos
-
Cuando un átomo es un ion, esto significa que el número de protones no es igual al número de electrones. El contenido atómico se mostrará (normalmente) en la esquina superior derecha del símbolo químico. Por lo tanto, un átomo de antimonio con un contenido de +2 tendrá una configuración electrónica de 1s.2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5 s2 4d10 5p1. Tenga en cuenta que 5p3 cambiado a 5p1. Tenga cuidado cuando la configuración electrónica termine en una órbita distinta al conjunto de órbitas syp.
Cuando elimina un electrón, solo puede eliminarlo de su órbita de valencia (órbita syp). Entonces, si una configuración termina en 4 segundos2 3d7, y el átomo obtiene un contenido de +2, entonces la configuración cambiará para terminar en 4s0 3d7. Tenga en cuenta que 3d7no cambios, sin embargo, la órbita de los electrones se pierde.
- Cada átomo quiere ser estable, y las configuraciones más estables contendrán el conjunto completo de órbitas syp (s2 y p6). Los gases comienzan a tener esta configuración, por lo que rara vez son reactivos y se ubican en el lado derecho de la tabla periódica. Entonces, si una configuración termina con 3p4, por lo que esta configuración requiere solo dos electrones adicionales para estabilizarse (eliminar seis, incluidos los electrones en el conjunto orbital s, requiere más energía, por lo que eliminar cuatro es más fácil de hacer). Y si una configuración termina en 4d3, entonces esta configuración solo necesita perder tres electrones para alcanzar un estado estable. Además, las capas con contenido medio (s1, p3, d5..) son más estables que (por ejemplo) p4 o p2; sin embargo, s2 y p6 serán aún más estables.
- No existe el subnivel de "saldo a mitad de contenido". Esta es una simplificación. Todos los balances asociados con subniveles "medio llenos" se basan en el hecho de que cada órbita tiene un solo electrón, por lo que la repulsión entre los electrones se minimiza.
- También puede escribir la configuración electrónica de un elemento simplemente escribiendo su configuración de valencia, es decir, el último conjunto de órbitas syp. Entonces, la configuración de valencia de un átomo de antimonio será 5s2 5p3.
- No ocurre lo mismo con los iones. Los iones son más difíciles de escribir. Omita dos niveles y siga el mismo patrón, dependiendo de dónde comience a escribir, según qué tan alto o bajo sea el número de electrones.
- Para encontrar el número atómico cuando está en forma de configuración electrónica, sume todos los números que siguen a las letras (s, p, d y f). Este principio solo se aplica a los átomos neutros, si este átomo es un ión, debe agregar o quitar electrones de acuerdo con el número agregado o eliminado.
- Hay dos formas diferentes de escribir configuraciones de electrones. Puede escribirlos en orden de número de capa hacia arriba, o en el orden en que se llenan las órbitas, como en el ejemplo anterior para el elemento Erbio.
- Hay ciertas circunstancias en las que es necesario "promover" los electrones. Cuando un conjunto de órbitas requiere solo un electrón para estar lleno o medio lleno, retire un electrón del conjunto más cercano de órbitas sop y muévalo al conjunto de órbitas que requieren ese electrón.
- Los números que siguen a las letras están en superíndice, así que no los escriba en su examen.
