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7.1 Modelos atómicos y configuración electrónica
La estructura del átomo ha sido objeto de estudio durante siglos. Los modelos atómicos han evolucionado a medida que se han realizado nuevos descubrimientos.
Evolución de los modelos atómicos| Modelo | Autor/Año | Descripción |
|---|
| Atomismo | Dalton (1808) | Átomo indivisible, esfera maciza |
| Pudin de pasas | Thomson (1904) | Esfera positiva con electrones incrustados |
| Nuclear | Rutherford (1911) | Núcleo denso positivo + electrones orbitando |
| Cuántico | Bohr (1913) | Órbitas cuantizadas, niveles de energía |
| Mecanocuántico | Schrödinger (1926) | Orbitales (zonas de probabilidad) |
Números cuánticos
n (principal): 1, 2, 3, ... Nivel de energía. Determina el tamaño del orbital.
l (azimutal): 0 a n-1. Forma del orbital: s(0), p(1), d(2), f(3).
ml (magnético): -l a +l. Orientación espacial.
ms (espín): +1/2 o -1/2. Giro del electrón.
Configuración electrónica
Principio de Aufbau: Los electrones llenan primero los orbitales de menor energía.
Orden: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p
Principio de exclusión de Pauli: Dos electrones en el mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales. Máximo 2 electrones por orbital.
Regla de Hund: Los electrones ocupan orbitales degenerados de uno en uno con espines paralelos antes de emparejarse.
Ejemplo resuelto
Escribir la configuración electrónica del Fe (Z = 26).
Siguiendo el orden de llenado:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Abreviada: [Ar] 4s2 3d6
Electrones de valencia: 4s2 3d6 (8 electrones)
El Fe es un metal de transición del periodo 4, grupo 8.
Ejercicios
1) Escribe la configuración electrónica de: O (Z=8), Cl (Z=17), Ca (Z=20), Br (Z=35).
2) Indica los números cuánticos de los electrones del nivel 3p.
3) Explica por qué el Cr (Z=24) tiene configuración [Ar] 4s1 3d5 en vez de [Ar] 4s2 3d4.
4) ¿Cuántos electrones caben como máximo en el nivel n = 3? Justifica.
5) Identifica el elemento con configuración [Ne] 3s2 3p4.
Test de autoevaluación
1) El número cuántico que determina la forma del orbital es:
a) n b) l c) ml d) ms
2) El máximo de electrones en un subnivel d es:
a) 6 b) 10 c) 14 d) 2
3) La configuración electrónica del Na (Z=11) es:
a) 1s2 2s2 2p6 3s1 b) 1s2 2s2 2p7 c) [Ne] 3p1 d) [Ar] 3s1