configuracion 1

APUNTES BÁSICOS QUÍMICA BACHILLERATO: Estructura electrónica y propiedades periódicas

1. ÁTOMOS MULTIELECTRÓNICOS - CONFIGURACIONES
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI Y TABLA PERIÓDICA. REGLA DE HUND.
Wolfgang Ernst PAULI enunció en 1.925 un teorema fundamental para la Física cuántica llamado “Teorema de la
estadística del spin”. Una consecuencia de este teorema es el mal llamado Principio deexclusión de Pauli: “En un
sistema electrónico, dos electrones distintos, no pueden tener las mismas coordenadas espaciales y de espín”.
Entre dos electrones con iguales números cuánticos n, l y m aparece la llamada repulsión de Pauli de manera que el
cuarto número cuántico (spin) debe cambiar.
Este “principio” se aplica a todas las partículas con spín semientero como electrones, protones y neutrones(llamados FERMIONES) y permite explicar la forma de la Tabla Periódica y fenómenos físicos como la formación
de estrellas enanas blancas o estrellas de neutrones. No cumplen este “principio” las partículas con spín entero
(como los fotones) llamadas BOSONES.
Por tanto, en el primer nivel electrónico (n = 1) sólo puede haber dos electrones (1,0,0,1/2) y (1,0,0,-1/2). Un
tercer electrón con (1,0,0)experimenta tal repulsión Pauli que tiene que cambiar de nivel: (2,0,0,1/2). Por esa
razón el periodo 1 de la TP sólo tiene dos elementos (H y He). En el segundo periodo hay 8 elementos porque los
conjuntos permitidos para los tres primeros números cuánticos son (2,0,0) (2,1,-1) (2,1,0) y (2,1,1) y en cada uno
de ellos un electrón con spin 1/2 y otro con spin -1/2.

1s
2s
3s
4s
5s
6s

2p
3p
4p
5p6p

3d
4d 4f
5d 5f
6d 6f

En átomos multielectrónicos los electrones van ocupando los niveles de menos
energía (estado fundamental) de tal forma que no existan dos electrones con los
cuatro números cuánticos iguales. En principio, el orden de llenado es 1s - 2s – 2p –
3s – 3p. Los siguientes dos electrones deberían pasar a 3d pero la repulsión de los 8
electrones 3s y 3p hace que se llene primeroel 4s antes que el 3d. Por esta razón el
periodo tercero de la TP tiene también 8 elementos en lugar de 18 (en el nivel n = 3
caben 2 electrones s + 6 electrones p + 10 electrones d = 18 electrones).
En el periodo cuarto tenemos: 2 elementos s + 10 elementos d del nivel anterior + 6
elementos p = 18 elementos. Lo mismo ocurre en el periodo quinto (después de 5s se
llenan 4d y 5p para pasar a 6s).En el periodo sexto hay: 2 elementos s + 14 elementos f del nivel 4 + 10 elementos d
del nivel 5 + 6 elementos p = 32 elementos. Lo mismo ocurre en el periodo séptimo (cuando se sinteticen
elementos con Z >118 hablaremos del periodo octavo).




En cationes el efecto de la repulsión de los electrones 3s y 3p se ve compensado por el exceso de carga
nuclear sin compensar, por lo que lasconfiguraciones electrónicas de cationes se obtienen llenando
horizontalmente todos los niveles.
Dentro de los subniveles p, d ó f, los electrones tienden a estar
H
s
desapareados debido a la repulsión eléctrica que hay entre ellos
(por la carga negativa, no confundir con la repulsión Pauli) de
C
s
forma que la configuración más estable en los subniveles es la de
px py pz
máximos spines paralelos (Regla demáxima multiplicidad de
N
Hund). Este hecho se representa en los llamados diagramas de
px py pz
s
Hund:

O

s

px py pz

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Departamento Física y Química

I.E.S. Nicolás Copérnico
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APUNTES BÁSICOS QUÍMICA BACHILLERATO: Estructura electrónica y propiedades periódicas

1.- Escribe la configuración electrónica fundamental de un átomo que tiene 27 electrones.
Sol: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d7.

2.- Dado el elemento de Z = 19: a) Escribe su configuración electrónica. b) Indica a qué grupo y periodo
pertenece. c) ¿Cuáles son los valores posibles que pueden tomar los números cuánticos de su electrón más
externo?
3.- Los principios de Hund y de Pauli regulan las configuraciones electrónicas; expresa estos principios y
aplícalos al átomo de oxígeno (Z = 8) y al ion O2-.
4.- Escribe la...