1.8: Llenado de Orbitales con Electrones

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Como se indicó anteriormente, un subnivel s puede acomodar dos electrones, el p acomoda seis, puede haber 10 en el subnivel d y 14 en el f. Aunque hay dos electrones en el subnivel s, estos electrones no son idénticos; difieren en la propiedad cuántica conocida como spin. Como un simple dispositivo para ilustrar esto, los electrones dentro de un suborbital a menudo se representan como flechas apuntando hacia arriba o hacia abajo, representando gráficamente ejes de espín opuestos (↑ y ↓). Los electrones se agregan a los subniveles de acuerdo con las reglas de Hund que establecen que cada orbital en una subcapa está ocupado por separado con un electrón antes de que cualquier orbital esté doblemente ocupado, y todos los electrones en orbitales ocupados por separado tienen el mismo giro. Cuando una subcapa está doblemente ocupada, los electrones tienen espines opuestos.

Por ejemplo, el carbono tiene un subnivel 1s lleno, un subnivel 2s lleno y dos electrones en el subnivel 2p (2p ²).

La configuración electrónica para flúor es 1s ² 2s ² 2p ⁵.

Esta secuencia continúa muy bien hasta el tercer período; resulta que los orbitales 3d son ligeramente más altos en energía que el orbital 4s, por lo tanto el 4s se llena con dos electrones, y luego los siguientes 10 electrones se colocan en el orbital 3d. Esta es una tendencia general en la tabla periódica, y el orden de llenado se puede predecir fácilmente por el esquema donde simplemente se siguen las flechas en la diagonal para determinar el siguiente orbital a llenar.

Uno de los atajos que a menudo se usa al escribir la configuración electrónica es mostrar los electrones “centrales” simplemente como el gas inerte del período anterior. Por ejemplo, el flúor se encuentra en el segundo periodo (n = 2). Eso quiere decir que los orbitales asociados al primer periodo ya están llenos, al igual que están en el gas inerte, helio (He). Por lo tanto, en lugar de escribir la configuración para flúor como hicimos anteriormente, podemos reemplazar el 1s ² por el “núcleo de helio”.

El calcio se encuentra en el cuarto periodo y en el Grupo 2. Eso significa que los tres primeros niveles cuánticos están llenos (n = 1, 2 y 3) al igual que están en argón.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\): Electron Configurations

Escriba las configuraciones completas de electrones para los elementos berilio y carbono.
Identificar los elementos correspondientes a las siguientes configuraciones de electrones:
- 1s ² 2s ¹ y 1s ² 2s ² 2p ⁶.