Page 337 - Quimica - Undécima Edición

7.8 Confi guración electrónica 307

electrón en 2s porque el núcleo atrae con menos fuerza a un electrón en 2p. El átomo de
hidrógeno tiene sólo un electrón y, por lo tanto, no presenta el efecto pantalla.
Siguiendo con el análisis de los átomos de los primeros 10 elementos, pasemos aho-
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ra al berilio (Z 5 4). Su confi guración electrónica en el estado fundamental es 1s 2s , o
Be hg hg
1s 2 2s 2
Como era de esperarse, los átomos de berilio son diamagnéticos.
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La confi guración electrónica del boro (Z 5 5) es 1s 2s 2p , o
B hg hg h
1s 2 2s 2 2p 1
Observe que el electrón no apareado podría estar en los orbitales 2p x , 2p y o 2p z . Esta
elección es totalmente arbitraria porque los tres orbitales p tienen energías equivalentes.
Por último, el diagrama muestra que los átomos de boro son paramagnéticos.

Regla de Hund
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La confi guración electrónica del carbono (Z 5 6) es 1s 2s 2p . El siguiente diagrama
muestra las distintas formas en las que se pueden distribuir dos electrones entre los tres
orbitales p:
hg h g h h
2p x 2p y 2p z 2p x 2p y 2p z 2p x 2p y 2p z
a) b) c)
Ninguna de las tres distribuciones viola el principio de exclusión de Pauli, de modo que
sólo queda determinar cuál de ellas dará más estabilidad. La respuesta se encuentra en la
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regla de Hund , la cual establece que la distribución electrónica más estable en los
subniveles es la que tiene el mayor número de espines paralelos. La distribución del dia-
grama c) satisface esta condición. En los diagramas a) y b) los espines se cancelan entre
sí, de modo que el diagrama de orbital para el carbono es

C hg hg h h
1s 2 2s 2 2p 2

Desde un punto de vista cualitativo podemos entender por qué es preferible el arreglo
c) en lugar del a). En este último, los dos electrones están en el mismo orbital 2p x , y su
proximidad da lugar a una mayor repulsión mutua en comparación a cuando ocupan dos
orbitales separados, ya sea el 2p x o el 2p y . La preferencia de la distribución c) más que la
de b) es más sutil, pero se justifi ca sobre bases teóricas. El hecho de que los átomos de
carbono sean paramagnéticos, con dos electrones no apareados, concuerda con la regla de
Hund.
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La confi guración electrónica del nitrógeno (Z 5 7) es 1s 2s 2p :
N hg hg h h h
1s 2 2s 2 2p 3

Otra vez, la regla de Hund establece que los tres electrones 2p tienen espines parale-
los entre sí; en consecuencia, el átomo de nitrógeno es paramagnético: contiene tres elec-
trones desapareados.
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Frederick Hund (1896-1997). Físico alemán. El trabajo de Hund se basó principalmente en la mecánica cuán-
tica. También ayudó a desarrollar la teoría del orbital molecular de los enlaces químicos .