Estructura de la Materia

Décimo segunda sesión

Configuraciones electrónicas

Propiedades periódicas

Configuraciones electrónicas

• Dentro del esquema de Schrödinger se acostumbra describir un átomo por medio de la configuración electrónica de su estado fundamental o estado base.

• El estado fundamental o base es aquel en que el átomo toma el mínimo valor posible para su energía electrónica es decir, donde la suma de las energías individuales de cada uno de los electrones es un mínimo.

Configuraciones electrónicas

(2)

• Escribir la configuración electrónica del estado basal de un átomo significa asignar a cada electrón sus cuatro números cuánticos de tal manera que se obtenga el mínimo de energía.

Principio de Construcción

• “Aufbau”

• Si se desea conocer la configuración electrónica del estado fundamental del elemento con número atómico Z, es necesario conocer la configuración electrónica del estado fundamental del elemento con número atómico Z-1 y asignar, al nuevo electrón, los valores de los números cuánticos correspondientes al estado de menor energía disponible.

Regla de las Diagonales

• Es una regla

nemotécnica para

recordar la

secuencia de

energías de los

orbitales, debida al

científico mexicano

Jaime Keller Torres

(1936 - 2011), quien

la propuso en 1955.

Regla de las Diagonales (2)

• Se ordenan los orbitales en columna en

orden creciente de número cuántico

principal n y en renglón en orden

creciente de número cuántico azimutal

l. Enseguida se trazan líneas diagonales

de arriba hacia abajo y de derecha a

izquierda que determinan el orden de

energía de los orbitales

1

1 1s1s H

2

2

1

1

1s1s He

1s1s H

122

3

2

2

1

1

s21ss21s Li

1s1s He

1s1s H

1122

3

2

2

1

1

s2Hes21ss21s Li

1s1s He

1s1s H

Core

2222

4

1122

3

2

2

1

1

s2Hes21ss21s Be

s2Hes21ss21s Li

1s1s He

1s1s H

1

x

2

x

2

5

2222

4

1122

3

2

2

1

1

p2s2Hep2s2He B

s2Hes21ss21s Be

s2Hes21ss21s Li

1s1s He

1s1s H

???p2s2He C

p2s2Hep2s2He B

s2Hes21ss21s Be

s2Hes21ss21s Li

1s1s He

1s1s H

x

2

6

1

x

2

x

2

5

2222

4

1122

3

2

2

1

1

Primera Regla de Hund

• El término de mayor multiplicidad tiene

menor energía.

M=2S+1

S- espín total

312

1

2

12M

p2p2s2He C

112

1

2

12M

p2s2He C

yx

2

6

x

2

6

1

y

1

x

2

yx

2

6 p2p2s2Hep2p2s2He C

1

z

1

y

1

x

2

zyx

2

7

1

y

1

x

2

yx

2

6

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He N

p2p2s2Hep2p2s2He C

1

z

1

y

2

x

2

zyx

2

8

1

z

1

y

1

x

2

zyx

2

7

1

y

1

x

2

yx

2

6

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He O

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He N

p2p2s2Hep2p2s2He C

1

z

2

y

2

x

2

zyx

2

9

1

z

1

y

2

x

2

zyx

2

8

1

z

1

y

1

x

2

zyx

2

7

1

y

1

x

2

yx

2

6

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He F

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He O

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He N

p2p2s2Hep2p2s2He C

622

z

2

y

2

x

2

10

1

z

2

y

2

x

2

zyx

2

9

1

z

1

y

2

x

2

zyx

2

8

1

z

1

y

1

x

2

zyx

2

7

1

y

1

x

2

yx

2

6

p2s2Hep2p2p2s2HeNe

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He F

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He O

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He N

p2p2s2Hep2p2s2He C

1

11

622

z

2

y

2

x

2

10

1

z

2

y

2

x

2

zyx

2

9

1

z

1

y

2

x

2

zyx

2

8

1

z

1

y

1

x

2

zyx

2

7

1

y

1

x

2

yx

2

6

s3Ne Na

p2s2Hep2p2p2s2He Ne

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He F

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He O

p2p2p2s2Hep2p2p2s2He N

p2p2s2Hep2p2s2He C

62

18

52

17

42

16

32

15

22

14

12

13

2

12

1

11

p3s3NeAr

p3s3Ne Cl

p3s3Ne S

p3s3Ne P

p3s3Ne Si

p3s3Ne Al

s3Ne Mg

s3Ne Na

52

25

51

24

32

23

22

22

12

21

2

20

1

19

d3s4ArMn

...d3s4ArCr

d3s4Ar V

d3s4Ar Ti

d3s4Ar Sc

s4Ar Ca

s4ArK

excepción

Excepciones

Cr [Ar]4s1 3d5 <= Capas s y d semillenas

Cu [Ar]4s1 3d10 <= Prefiere llenar d, dejando s con 1

Nb [Kr]5s1 4d4 <= El 5s y el 4d están muy cercanos en energía

Mo [Kr]5s1 4d5 <= Parecido al Cr.

Ru [Kr]5s1 4d7 <= 5s semillena

Rh [Kr]5s1 4d8 <= 5s semillena

Pd [Kr]5s0 4d10 <=Lleno 4d y vacío 5s

Ag [Kr]5s1 4d10 <=Semilleno 5s y lleno 4d

Tarea 28

¿Qué átomos neutros se están indicando con las siguientes configuraciones electrónicas (no necesariamente del estado basal)?:

a. [Ar]4s23d1

b. [Kr]4d45s2

c. [Kr]5s25p1

d. 1s22s23s1

Presente las razones de su respuesta.

Propiedades periódicas de

los elementos

Ley Periódica

• Dimitri Ivánovich

Mendeleiev

(1834-1907)

Ley Periódica (2)

• “Las propiedades de los elementos

químicos dependen periódicamente de

sus números atómicos”

• (pesos atómicos, según la definición original de Mendeleiev)

Tabla Periódica Larga

Tabla Periódica Larga (2)