Configuración Electrónica y Propiedades Periódicas: Fundamentos Químicos Esenciales

Configuraciones Electrónicas

La distribución de los electrones de un átomo en sus distintos niveles y orbitales alrededor del núcleo recibe el nombre de configuración electrónica.

Principios Fundamentales de la Configuración Electrónica

• Principio de Exclusión de Pauli

  Dos electrones del mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales. Así, en cada orbital solo puede haber dos electrones, uno con espín +1/2 y el otro -1/2.

• Regla de Hund

  Dos orbitales con los mismos números cuánticos n y l tienen la misma energía. Para llenarlos, primero se coloca un electrón en cada orbital; a continuación, se completan con el segundo electrón.

Números Cuánticos

Los números cuánticos son un conjunto de valores numéricos que describen el estado energético de un electrón en un átomo, así como la forma y orientación de los orbitales atómicos.

• Un número cuántico principal, n, designa el nivel de energía. Puede asumir cualquier valor entero positivo.

• El número cuántico del momento angular orbital, l, determina las formas del orbital y la energía dentro de cada nivel.

• El número cuántico magnético, m_l, describe la orientación del orbital en el espacio y explica el desdoblamiento de las líneas espectrales al aplicar un campo magnético externo.

• El número cuántico magnético del espín del electrón, m_s, nos da el valor de una propiedad intrínseca del electrón y de otras partículas elementales.

Estructura Electrónica y Tabla Periódica

Al comparar la configuración electrónica de los elementos con su situación en la tabla periódica, se observa que:

• Los elementos de un mismo periodo tienen el mismo número de niveles electrónicos, completos o no. Este número coincide con el número de periodo.
• Los elementos de un mismo grupo presentan la misma estructura electrónica en su nivel más externo o capa de valencia.

Las propiedades químicas de un elemento dependen de sus electrones de valencia. Por ello, los elementos del mismo grupo tienen propiedades químicas semejantes.

Propiedades Periódicas

Radio Atómico

Se asigna a cada elemento un radio atómico a partir del cual podemos conocer su tamaño aproximado y compararlo con el de otros átomos.

Energía de Ionización

La energía involucrada en el proceso por el que un átomo neutro de un elemento X, en estado de gas, cede un electrón de su nivel externo y se convierte en un ion monopositivo X+, también en estado gas, se denomina energía de ionización (I).

• Primera Energía de Ionización

  Energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo neutro.

• Segunda Energía de Ionización

  Energía necesaria para arrancar un electrón a un catión monopositivo.

• Tercera Energía de Ionización

  Energía necesaria para arrancar un electrón a un catión con carga positiva.

La energía de ionización siempre es positiva. Esto significa que siempre tenemos que proporcionar energía a un átomo neutro para arrancarle un electrón.

Afinidad Electrónica

La energía intercambiada en el proceso por el que un átomo neutro de un elemento X, en estado gas, recibe un electrón y se convierte en un ion mononegativo X-, también en estado gas, se denomina afinidad electrónica (A).