¿Qué dice el principio de Aufbau?

Establece que los electrones van ocupando los orbitales disponibles de menor energía, siguiendo el orden indicado por el diagrama de Möeller. Las excepciones se deben a la mayor estabilidad de los orbitales d llenos o semillenos.

¿Por qué el radio atómico disminuye hacia la derecha en un periodo?

Porque la mayor carga nuclear atrae más fuertemente a los electrones hacia el núcleo, reduciendo el tamaño del átomo.

¿Por qué un catión tiene menor radio que el átomo neutro?

Al perder electrones disminuye la repulsión entre los electrones restantes, que quedan más cerca del núcleo, y las distancias entre ellos son menores.

Distribución electrónica y radio atómico: principios, configuraciones y tendencias

Resumen

El documento explica cómo se distribuyen los electrones en los orbitales atómicos según el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund. Incluye ejemplos de configuraciones de iones, excepciones como el cromo y el cobre, y los factores que determinan el radio atómico y el radio iónico, con sus tendencias en la tabla periódica.

Puntos clave

El principio de Aufbau establece que los electrones ocupan primero los orbitales de menor energía, siguiendo el diagrama de Möeller.
El principio de exclusión de Pauli indica que dos electrones de un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales; en un orbital caben como máximo dos electrones con spin opuesto.
Capacidad máxima por subnivel: s 2e-, p 6e-, d 10e-, f 14e-.
La regla de Hund dice que los electrones se distribuyen desapareados en orbitales de igual energía con espines paralelos, minimizando repulsiones.
El radio atómico aumenta al descender en el grupo y disminuye al avanzar hacia la derecha en un periodo.
Los cationes tienen menor radio que su átomo neutro y los aniones tienen mayor radio.
En iones isoelectrónicos, como O2- y F-, el de mayor número atómico (F-) tiene menor radio porque su carga nuclear atrae con más fuerza a los mismos electrones.

Ponte a prueba

Distribución Electrónica en Orbitales Atómicos

La distribución de los electrones en los orbitales de un átomo se rige por tres principios fundamentales:

Principios de la Configuración Electrónica

1. Principio de Aufbau

Establece que los electrones van ocupando los orbitales disponibles de menor energía. El orden de llenado de los orbitales viene dado por el diagrama de Möeller. Las excepciones se deben al aumento de estabilidad que se consigue cuando los orbitales d están llenos (d¹⁰) o semillenos (d⁵), y a la semejanza de energía de algunos orbitales.

2. Principio de Exclusión de Pauli

Dos electrones en un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales. Se diferencian en el número de spin (+½, -½). En un orbital pueden existir, como máximo, dos electrones con el número cuántico de spin opuesto.

Capacidad máxima de electrones por subnivel:

Orbital s: 2e^-
Orbital p: 6e^-
Orbital d: 10e^-
Orbital f: 14e^-

3. Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

Se aplica cuando los electrones comienzan a llenar orbitales de igual energía, de un mismo subnivel (s, p, d, f). Cuando varios electrones ocupan orbitales de la misma energía, se colocan desapareados, de manera que ocupan el mayor número posible de orbitales, y con iguales valores del spin (se dice que los espines son paralelos). Así se minimizan las repulsiones entre los electrones.

Configuraciones Electrónicas Específicas

Configuración de Iones

Primero se realiza la configuración del átomo neutro.
Luego se le suman electrones si es un anión o se restan si es un catión.

Ejemplo de Iones Isoelectrónicos: Na⁺ y O^2- son isoelectrónicos porque tienen el mismo número de electrones.

Configuración Simplificada (Notación de Gas Noble)

Escandio (Sc): [Ar] 4s² 3d¹

Configuraciones Anómalas / Irregularidades

Estas excepciones buscan la estabilidad mediante orbitales d semillenos o llenos.

Cromo (Cr): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵
Cobre (Cu): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

Propiedades Periódicas: Radio Atómico y Radio Iónico

Radio Atómico

Es la mitad de la distancia internuclear de dos átomos iguales unidos por un enlace químico.

Factores Determinantes del Radio Atómico

Número de capas: A mayor período, mayor número de capas.
Atracción nuclear: La atracción que sufren los electrones por parte del núcleo es mayor cuanto mayor es la carga nuclear efectiva.
Efecto de Apantallamiento: El apantallamiento o efecto de pantalla que ejercen los electrones internos. Este efecto origina que a los electrones más externos les llegue menos atracción del núcleo (menor carga nuclear efectiva).

Tendencias del Radio Atómico

Al descender en el grupo: El radio aumenta porque hay mayor número de capas electrónicas.
Al avanzar hacia la derecha en el mismo periodo: El radio atómico disminuye, ya que la mayor carga nuclear atrae más fuertemente a los electrones hacia el núcleo.

Radio Iónico

Cuando un átomo pierde o gana electrones, su tamaño varía.

Cationes (+)

Poseen menor radio que los átomos neutros. Al formarse el ion, se pierden electrones, disminuye la repulsión entre los electrones restantes, y las distancias entre ellos son menores.

Aniones (-)

Poseen mayor radio que los átomos neutros. Ganan electrones, lo que aumenta la repulsión electrónica, aunque la carga nuclear efectiva se mantiene igual.

Comparación de Iones Isoelectrónicos

O^2- y F^- son iones isoelectrónicos, pero el F^- tiene menor radio porque posee una carga nuclear mayor (mayor número atómico), atrayendo más fuertemente a la misma cantidad de electrones.