5.2 Estructuras electrónicas de los átomos
Escribir la estructura electrónica del litio, que tiene 3 electrones, es muy sencillo. Pero la del cesio, que tiene 55, seguro que resulta mucho más complicada de escribir. Para simplificar, cuando los orbitales degenerados están llenos, no se detallan (se escribe 2p6). Y cuando hay un solo electrón en el orbital no es necesario detallarlo (2s equivale a 2s1).
Si te fijas en las estructuras electrónicas, verás que cuando se pasa de un gas noble al elemento siguiente, añadiendo un electrón y un protón, el nuevo electrón tiene un número cuántico principal una unidad mayor que el último electrón del gas noble: está situado en la capa siguiente. Luego los gases nobles tienen la capa más externa completa (además, fíjate en que el número de la capa más externa ocupada coincide con el número cuántico principal).
Pero, y sobre todo, se tiene en cuenta que las propiedades de los elementos dependen de la configuración electrónica en la capa más externa. Por tanto, esa es la única que se detalla, y para indicar las capas interiores se escribe entre corchetes el símbolo del gas noble que tiene todas las capas interiores completas.
De esta forma, la estructura del cesio se escribe [Xe] 6s, ya que el xenon tiene completas las cinco primeras capas electrónicas, mientras que el cesio tiene un único electrón en la sexta. Los gases nobles, elementos que tienen la capa completa, son He (1ª), Ne (2ª), Ar (3ª), Kr (4ª), Xe (5ª) y Rn (6ª).
Puedes utilizar el simulador siguiente para obtener las estructuras electrónicas de los átomos. Fíjate en el orden de llenado de los niveles energéticos. Como verás más adelante, resulta más sencillo trabajar con la tabla periódica.
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Estructuras electrónicas teóricas y reales
Cuando los últimos electrones están en orbitales de tipos d ó f, en algunos casos se dan estructuras electrónicas que no coinciden con las que se obtienen aplicando los principios que ya conoces. No va a suponer ninguna dificultad, porque solamente vas a trabajar con elementos cuyo último electrón está en orbitales de tipo s ó p (elementos llamados representativos).
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Estructuras electrónicas (I)
Utilizando el simulador, escribe las estructuras electrónicas de B (Z=5), O (Z=8), Mg (Z=12) y Al (Z=13), detallando todos los orbitales.
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Estructuras electrónicas (II)
Utilizando el simulador, escribe las estructuras electrónicas de Cl (Z=17), Br (Z=35), Rb (Z=37) y Ba (Z=56), detallando solamente los orbitales de los electrones de la capa más externa. Localiza en cada caso el gas noble que tiene las capas más internas completas.