Diferencies ente revisiones de «Configuración electrónica»

Saltar a navegación Saltar a la gueta
m
Iguo plurales
m (Preferencies llingüístiques: -"característica" +"carauterística")
m (Iguo plurales)
 
==Enerxía. Estáu estacionariu y estáu escitáu==
La enerxía asociada a un electrón ye la que tien nel so orbital. La enerxía d'una configuración tien, a menudu, un valor aproximáu al sumatoriu de la enerxía de cada electrón, descartándose nel cálculu les interacciones ente electrones. La configuración que correspuende al nivel más baxu d'enerxía llámase [[estáu estacionariu (mecánica cuántica)|estáu estacionariu]] del átomu; cualisquier otra configuración ye un [[estáu escitáu (mecánica cuántica)|estáu escitáu]]. Asina, por exemplu, l'estáu estacionariu del átomu de [[sodiu]] ye la configuración 1s<sup>2</sup>²2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>1</sup>²2p⁶3s¹, como puede deducise fácilmente de l'aplicación del principiu d'Aufbau. El primer estáu escitáu obtiénse llevando un electrón del orbital 3s al 3p pa obtener la configuración 1s<sup>2</sup>²2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3p²2p⁶3p, conocida abreviadamente como nivel 3p del átomu de sodiu. Los átomos pueden pasar d'una configuración a otra emitiendo o absorbiendo enerxía. Nuna [[llámpara de vapor de sodiu]], por exemplu, los átomos de sodiu son escitaos al so nivel 3p por una descarga eléctrica, y vuelven a la so configuración estacionaria emitiendo lluz mariella con una [[llonxitú d'onda]] de 589&nbsp;nm.
 
Por regla xeneral, la escitación d'electrones de valencia (como'l 3s del sodiu) rellaciónase con enerxía en forma de fotones de lluz visible o [[radiación ultraviola|ultraviola]]. Ye posible tamién escitar los electrones centrales, pero fai falta muncha más enerxía, xeneralmente correspondientes a fotones de [[rayos X]]. Con ellos podríase, nel exemplu citáu, escitar un electrón 2p al nivel 3s pa formar la configuración 1s<sup>2</sup>²2s<sup>2</sup>2p<sup>5</sup>3s<sup>2</sup>²2p⁵3s².
 
Nel restu d'esti artículu falaremos, sacante que se diga lo contrariu, del estáu estacionariu de los átomos o molécules, consideráu xeneralmente como "la" so configuración habitual.
 
==Notación==
Físicos y químicos empleguen una notación estándar pa señalar les configuraciones electróniques de los átomos y les molécules. Nel casu de los átomos, la notación consiste nuna secuencia de les diverses subcapes atómiques (por exemplu, al [[fósforu]] correspuénde-y la secuencia 1s, 2s, 2p, 3s, 3p) na qu'el númberu d'electrones asignáu a cada subcapa aparez indicáu en forma de superíndiz. Asina, l'[[hidróxenu]] tien un electrón nel orbital ''s'' de la primer capa; poro, la so configuración escríbese 1s<sup>1</sup>¹. El litiu, pela so banda, tien dos electrones na subcapa 1s y ún na 2s, y la so configuración escríbese 1s<sup>2</sup>²&nbsp;2s<sup>1</sup>¹ . El fósforu, nesta notación, escríbese asina: 1s<sup>2</sup>²&nbsp;2s<sup>2</sup>²&nbsp;2p<sup>6</sup>2p⁶&nbsp;3s<sup>2</sup>²&nbsp;3p<sup>3</sup>³.
[[Imaxe:Periodic_Table_of_Elements_showing_Electron_Shells.svg|440px|thumb|right|Tabla periódica con detalle de les capes electróniques de cada elementu.]]
Esti sistema ye abegosu pa emplegalu pa notar átomos con munchos electrones, lo que llevó a la creación d'un sistema de notación abreviada. La configuración electrónica espresase como la xunión de los electrones centrales, equivalentes a los del [[gas noble]] del [[periodu de la tabla periódica|periodu]] precedente, y los [[electrón de valencia|electrones de valencia]], una y bones los elementos d'un mesmu periodu diferénciense namái nel númberu d'electrones de les últimes subcapes. El fósforu, por exemplu, ta nel tercer periodu, y diferénciase del [[neón]], el gas noble del segundu periodu, de configuración 1s<sup>2</sup>²&nbsp;2s<sup>2</sup>²&nbsp;2p<sup>6</sup>2p⁶, namái pola presencia d'una tercer capa. La parte de la so configuración igual a la del neón abreviase como [Ne], y eso permite que pueda notase'l fósforu como [Ne]&nbsp;3s<sup>2</sup>²&nbsp;3p<sup>3</sup>³ en cuenta de facelo per estensu. Esta convención ye útil, una y bones son los electrones de la capa más esterna los que más influin nes carauterístiques químiques d'un elementu.
 
Sicasí, l'orde d'escritura de los orbitales nun ta completamente afitáu, porque namái les ocupaciones orbitales tienen significación física. Por exemplu, la configuración electrónica del [[titaniu]] n'estáu basal puede escribise [Ar]&nbsp;4s<sup>2</sup>²&nbsp;3d<sup>2</sup>² o [Ar]&nbsp;3d<sup>2</sup>²&nbsp;4s<sup>2</sup>². La primer notación sigue l'orde, basáu na [[principiu d'Aufbau|regla de Madelung]] pa la configuración de los átomos neutros: 4s enllénase enantes de 3d na secuencia Ar, K, Ca, Sc, Ti. La segunda notación axunta tolos orbitales col mesmu valor de ''n''', y correspuende al orde espectroscópicu de les enerxíes orbitales, que representa el contrariu del orde nel que los electrones son arrancaos d'un átomu determináu pa formar iones positivos: 3d enllénase enantes de 4s na secuencia Ti4+, Ti3+, Ti2+, Ti+, Ti.
 
Tampoco ye obligatorio escribir 1 nel superíndiz d'una subcapa ocupada namái por un electrón; asina, l'[[aluminiu]] puede escribise [Ne]&nbsp;3s<sup>2</sup>²&nbsp;3p<sup>1</sup>¹ o [Ne]&nbsp;3s<sup>2</sup>²&nbsp;3p. Ye habitual, tamién, ver les lletres de los niveles orbitales (s, p, d, f) escritos en lletra itálica o cursiva, magar que la [[Unión Internacional de Química Pura y Aplicada]] recomienda un tipu de lletra normal. L'orixe de les lletres utilizaes alcuéntrase nún sistema, anguaño desaniciáu por obsoletu, de categorización de les llínies espectrales como aguda (''sharp''), principal (''principal''), difusa (''diffuse'') y fundamental (''fine'') a partir de la estructura que presenten a la observación. El so usu modernu indica orbitales con un númberu cuánticu azimutal, ''l'', de 0, 1, 2 y 3 respeutivamente. Tres de la "f" la secuencia continúase alfabéticamente, cola "g", "h", "i"... (l = 4, 5, 6...). Magar que ye poco frecuente, porque los orbitales de ''l'' 7 son poco utilizaos, caso de necesitar escribise sáltase la lletra "j"<ref>[http://scienceworld.wolfram.com/physics/ElectronOrbital.html Weisstein, Eric W., ''Electron Orbital'' na web wolfram.com (2007).]</ref><ref>Ebbing, Darrell D., Gammon, Steven D., ''General Chemistry''. Cengage Learning, 2007, p. 284. ISBN 978-0-618-73879-3.</ref>.
 
La configuración electrónica de les molécules escríbese de forma asemeyada, cola única diferencia de qu'en cuenta de los niveles orbitales atómicos úsense los niveles orbitales moleculares.
La utilidá más estendida de les configuraciones electróniques ye que permite la racionalización de les propiedaes químicas, neto en química orgánica que na inorgánica. Dafechamente, les configuraciones electróniques, xunto con una forma simplificada de la teoría orbital molecular, tienen convertíose nel equivalente modernu del conceptu de [[valencia (química)|valencia]], y úsense pa describir el númberu y tipo de les xuniones químiques qu'un átomu puede formar.
 
Esti enfoque ye lleváu un pasu más allá na [[química computacional]], que tenta siempre de facer estimaciones cuantitatives de les propiedaes químiques. Demientres munchos años la mayoría d'esos cálculos usaben una aproximación LCAO (sigles de "combinación lineal d'orbitales atómicos"), usando un conxuntu de bases d'orbitales atómicos grande y complexu como puntu de partida. L'últimu pasu nesos cálculos ye l'asignación d'electrones a los diversos orbitales moleculares acordies col principiu d'Aufbau. Nostante, non toos lostolos métodos de la química computacional tán basaos na configuración electrónica; la teoría de la densidá funcional, por exemplu, nun la utiliza.
 
Nos átomos o molécules con más d'un electrón el movimientu de los electrones correlaciónase eléctricamente, polo que la configuración electrónica nun ye exacta: necesítense un númberu munchu mayor de configuraciones electróniques pa describir esactamente cualisquier sistema con más d'un electrón, y nun puede asociase dengún nivel d'enerxía con una única configuración. Sicasí, la función de les ondes electróniques suele correspondese con un númberu perpequeñu de configuraciones, polo qu'el conceptu de configuración electrónica sigue siendo básicu pa conocer los sistemes con varios electrones.

Menú de navegación