Page 340 - Quimica - Undécima Edición

310 CAPÍTULO 7 Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos

En este punto resumamos lo que el examen de los primeros diez elementos nos ha
revelado acerca de las confi guraciones electrónicas en estado fundamental y las propieda-
des de los electrones en los átomos:
1. No puede haber dos electrones en el mismo átomo con los mismos cuatro números
cuánticos. Éste es el principio de exclusión de Pauli .
2. Cada orbital puede alojar un máximo de dos electrones, los cuales deben tener espines
opuestos, o diferentes números cuánticos de espín electrónico.
3. La confi guración electrónica más estable en un subnivel es aquella que tiene el mayor
número de espines paralelos. Ésta es la regla de Hund .
4. Los átomos paramagnéticos son aquellos en los que uno o más electrones están no
apareados. Los átomos diamagnéticos son aquellos en los que todos los espines elec-
trónicos están apareados.
5. En un átomo de hidrógeno, la energía del electrón depende sólo de su número cuán-
tico principal n. En un átomo polielectrónico, la energía de un electrón depende tanto
de n como de su número cuántico del momento angular /.
6. En un átomo polielectrónico los subniveles se llenan en el orden mostrado en la
fi gura 7.24.
7. Para los electrones del mismo número cuántico principal, su poder penetrante o proxi-
midad al núcleo disminuye en orden s . p . d . f. Esto signifi ca que, por ejemplo,
se requiere más energía para separar un electrón 3s de un átomo polielectrónico que
la que se requiere para separar un electrón 3p.

Revisión de conceptos
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2
3
2
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La confi guración electrónica de estado fundamental de un átomo es 1s 2s 2p 3s 3p .
¿Cuáles de los cuatro números cuánticos serían los mismos para los tres electrones 3p?
7.9 El principio de construcción
En este apartado aplicamos al resto de los elementos las reglas utilizadas para escribir las
confi guraciones electrónicas de los 10 primeros elementos. Este procedimiento se funda-
menta en el principio de Aufbau . El principio de Aufbau establece que cuando los pro-
tones se incorporan al núcleo de uno en uno para construir los elementos, los electrones
El vocablo alemán “Aufbau” signifi ca
“construcción”. se suman de la misma forma a los orbitales atómicos. Este procedimiento da un conoci-
miento preciso de las confi guraciones electrónicas de los elementos en el estado funda-
mental. Como veremos más adelante, el conocimiento de las confi guraciones electrónicas
es fundamental para entender y predecir las propiedades de los elementos; además, expli-
ca por qué la tabla periódica funciona tan bien.
La tabla 7.3 muestra las confi guraciones electrónicas de los elementos en su estado
fundamental, desde el H (Z 5 1) hasta el Cn (Z 5 112). Con excepción del hidrógeno y
1A 8A
2A 3A 4A 5A 6A 7A He el helio, las confi guraciones electrónicas de todos los elementos se representan por un
Ne
Ar kérnel de gas noble , que muestra entre paréntesis el símbolo del gas noble que antecede
Kr
Xe al elemento a considerar, seguido por los símbolos de los subniveles superiores llenos que
ocupan los niveles externos. Observe que las confi guraciones electrónicas de los subnive-
Rn
les superiores llenos en los niveles externos de los elementos que van del sodio (Z 5 11)
Los gases nobles.
al argón (Z 5 18) siguen un patrón semejante a las de los elementos litio (Z 5 3) hasta
el neón (Z 5 10).
Como se mencionó en la sección 7.7, en un átomo polielectrónico primero se llena
el subnivel 4s y después el 3d (vea la fi gura 7.24). Por lo tanto, la confi guración electró-
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nica del potasio (Z 5 19) es 1s 2s 2p 3s 3p 4s . Dado que 1s 2s 2p 3s 3p es la confi gu-
ración electrónica del argón , resulta más sencillo escribir la confi guración electrónica del
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potasio como [Ar]4s , donde [Ar] representa el “kernel” o “core” del argón. De la misma
2
forma podemos escribir la confi guración electrónica del calcio (Z 5 20) como [Ar]4s . La