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Configuración Electrónica. Principio de exclusión de Pauli

Enviado por Mario Barona



UNIONES ENTRE ÁTOMOS - Monografias.com

1.1.1. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI.

Monografias.comLos electrones se mueven en la corteza atómica siguiendo los orbitales, orbitales que vienen determinados por los números cuánticos principal (n), azimutal (l) y magnético (m). Además el electrón

posee un número cuántico de espín (s). Determinar los orbitales en los que se sitúan los electrones de un átomo es lo que se conoce como configuración electrónica del átomo.

Wolfgang Ernst Pauli Desarrolló la teoría del espín electrónico

 

Conocer la configuración electrónica es muy importante, ya que de ella dependen todas las propiedades químicas del elemento en cuestión. Sus valencias, los compuestos que formará, su color, su punto de ebullición y fusión, etc. dependen de su configuración electrónica.

La configuración electrónica se basa en unos principios básicos. El primero es el principio de exclusión de Pauli, según el cual, en un átomo, nunca puede haber electrones que tengan los cuatro números cuánticos iguales. Esto limita el número de electrones que puede haber en cada capa de la corteza.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 1

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Cada orbital está determinado por los números cuánticos principal (n), azimutal (l) y magnético (m). Como el electrón, además, tiene dos posibles valores del número cuántico de espín (s), en cada orbital pueden colocarse dos electrones, uno con espín y otro con espín ½.

2 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

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1.1.2. REGLA DEL OCTETO.

Puesto que por el principio de exclusión de Pauli no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales, el número de electrones en cada capa de la corteza está limitado.

Así, en la primera capa caben 2 electrones, en la tercera 18 y en la quinta 50. Pero eso no significa que las capas deban completarse. La regla del octete indica que en la última capa del átomo sólo puede haber un máximo de 8 electrones, salvo si es la primera, que está limitada a 2 electrones. En la última capa habrá de 1 a 8 electrones (si hubiera cero, la última capa sería la anterior).

Si la última capa de electrones es la quinta, sólo podrá tener en ella un máximo de 8 electrones, no los 50 que le cabrían.

En la última capa, sólo puede haber hasta un máximo de 8 electrones

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CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 3

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1.1.3. PRINCIPIO DE AUF-BAU.

La disposición de las cosas es siempre de forma que la energía sea la menor posible. Por eso cuando un niño sube a un tobogán se desliza hasta el suelo, en el que la energía es menor, o las pilas se descargan, perdiendo la energía eléctrica que almacenaban.

Los electrones se disponen en los orbitales atómicos también en orden de menor a mayor energía. Así, los orbitales s de la capa 4 se llenarán de electrones antes que los d de la capa 3, aunque estos están más cerca del núcleo, en una capa inferior.

Conocer la energía de los orbitales es difícil y cambia de un átomo a otro, sin embargo hay una regla mnemotécnica, conocida como principio de Aufbau, en alemán significa constitución, que nos permite establecer, de forma general, esas energías.

Principio de Aufbau:La energía de un orbital será mayor cuanto mayor sea la suma de los números cuánticos principal n y azimutal l (n + l). Si la suma es igual, tendrá menor energía el orbital conmenor número cuántico principal n. El diagrama de Moeller permite visualizar de forma gráfica y rápidamente el principio de Aufbau. Consiste en ordenar en una tabla los orbitales. El orden de energía se obtiene siguiendo las diagonales de la tabla

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4 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

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1.1.4. CONFIGURACIÓN ELETRÓNICA.

La forma en la que los electrones se disponen en la corteza del átomo se llama configuración electrónica. Para determinar la configuración electrónica hay que indicar la capa, el tipo de orbital y los electrones que contiene, número éste que se pone como superíndice. Así, para indicar que los orbitales d de la capa 4 tienen 5 electrones, se escribirá 4d5

La clase de orbital viene dada por el número cuánticos azimutal (l). El número cuántico magnético (m), cuyo valor varía entre -l y l nos dirá el número de orbitales de esa clase, en cada uno de los cuales cabrán dos electrones, dependiendo del valor del número cuántico de espín (s).

Los orbitales p son aquellos en los que l = 1, así que m puede tomar los

valores -1, 0 o 1 . Hay 3 orbitales p y podrán admitir 6 electrones.

En los orbitales f, en los que l = 3, m puede tomar los valores -3, -2, -1, 0, 1, 2

o 3 . Hay 7 orbitales f y podrán admitir 14 electrones:

Orbitales s p d f g

Electrones 2 6 10 14 18

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 5

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Si un átomo tiene 32 electrones, siguiendo el principio de Aufbau, se distribuirán en los orbitales:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d ...

Recordando los electrones que caben en cada orbital, y contando hasta 32, la configuración electrónica será:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2

 

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El diagrama de Moeller es necesario para determinar la configuración electrónica.

En los orbitales 4p sólo se han colocado 2 electrones (recuerda que el número de electrones es el superíndice), para no superar 32, que es el número total de electrones.

De igual forma se puede determinar la configuración electrónica del oxígeno,

con 8 electrones, que quedará:

1s2 2s2 2p4

O del hierro, con 26, que resultará:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

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