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)