Electrones, Orbitales y Configuración Electrónica: Principios Fundamentales

Electrones, Orbitales y Configuración Electrónica

Este documento explora los conceptos fundamentales de la química, centrándose en la configuración electrónica y las propiedades de los átomos. Se describen los orbitales, las reglas de construcción y los números cuánticos.

Orbitales y Configuración Electrónica

Un orbital es la región del espacio alrededor del núcleo donde la probabilidad de encontrar un electrón es alta. La configuración electrónica se obtiene colocando los electrones uno a uno en los orbitales disponibles del átomo en orden creciente de energía.

Reglas de Construcción

La configuración electrónica fundamental se obtiene colocando los electrones uno a uno en los orbitales disponibles del átomo en orden creciente de energía.

Principio de Exclusión de Pauli

Dos electrones en un mismo átomo no pueden tener los 4 números cuánticos iguales.

Regla de Hund

La regla de Hund se refiere a la colocación de electrones en orbitales degenerados. Dice: cuando varios orbitales ocupan orbitales degenerados, de la misma energía, lo harán en orbitales diferentes con espines paralelos mientras sea posible.

Números Cuánticos

• Principal (n): Toma valores naturales, n=1,2,3..., relacionado con el tamaño y la energía del orbital. El primer nivel es el de menor energía.
• Orbital o de momento angular (L): Valores entre 0 y n-1. Cada valor designa un nivel y cada uno una letra. L=0(s), L=1(p), L=2(d), L=3(f). Relacionado con la forma del orbital y la energía.
• Magnético (m): Valores dependen del valor de “l”. Valores comprendidos entre L y –L. Relacionado con la orientación del orbital en el espacio.
• De spin (ms): Valores +1/2 y -1/2. Relacionado con el giro del electrón respecto a su eje.

Energía de Ionización

La energía de ionización (I) es la mínima energía necesaria para que un átomo neutro, X, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, ceda un electrón de su nivel externo y dé lugar a un ion monopositivo, X+, también en estado fundamental.

• Al aumentar el número atómico de los elementos de un mismo periodo, se incrementa la atracción nuclear sobre el electrón más externo ya que disminuye el radio atómico y aumenta la carga nuclear efectiva.
• Al aumentar el número atómico de un elemento de un mismo grupo, disminuye la atracción nuclear sobre el electrón más externo ya que aumenta el radio atómico, mientras que no varía la energía nuclear efectiva sobre el.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica (A) es la energía intercambiada en el proceso de un átomo neutro X, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, que recibe un electrón y se transforma en un ion mononegativo, X-, también en estado gaseoso y en su estado fundamental.

Electronegatividad

La electronegatividad se define como la tendencia relativa de sus átomos a atraer los electrones de otros átomos con los que están enlazados.

Carácter Metálico

Los metales y no metales se presentan separados. Entre ambos grupos se encuentran los semimetales cuyas propiedades no corresponden exactamente a metales y a no metales.

Apantallamiento

El apantallamiento consiste en la repulsión entre los electrones que disminuye la atracción del núcleo y condiciona el estado del electrón en el núcleo.

Carga Nuclear Efectiva

La carga nuclear efectiva es la carga que debiera tener el núcleo para que, en ausencia de otros electrones, la atracción del núcleo sobre el electrón considerado fuera la misma que la atracción neta que experimenta el electrón en el átomo real.

Radio Atómico

El radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de átomos iguales enlazados entre sí.