2. Organización de los electrones en los
átomos
Objetivos
•Aprender cómo se organizan los electrones en
los átomos.
•Representar la organización de los electrones
en una configuración electrónica.
Principio de exclusión de Pauli dos electrones
del mismo átomo no pueden tener iguales sus
cuatro números cuánticos.
3. Organización de los electrones en los
átomos
El principio de Aufbau dice
que cada electrón ocupa
el orbital de menor
energía disponible. Por lo
que el primer paso para
crear la configuración
electrónica de un átomo
es aprender la secuencia
El diagrama de Aufbau muestra la
de orbitales de menor a energía relativa de cada subnivel en
mayor energía. relación a los demás. Cada cuadrito en
el diagrama representa un orbital
atómico.
4. Organización de los electrones en los
átomos
• Los electrones se organizan empezando por el
menor número cuántico.
• El primer electrón se ubicaría en {1, 0, 0,
+1/2}
• El segundo sería {1, 0, 0, −1/2}
• Tercero sería {2, 1, 0, +1/2}
5. Organización de los electrones en los
átomos
• La Regla de Hund establece que los electrones
con el mismo giro o spin ocupan los orbitales
de igual energía antes que los de giro opuesto
puedan ocupar los mismos orbitales.
• La secuencia que siguen los seis electrones
que llenan el orbital p es como sigue:
1. 2. 3.
4. 5. 6.
6. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
1. Cómo se distribuirían los seis electrones del C?
7. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
1. Cómo se distribuirían los seis electrones del C?
Solución:
Los primero dos electrones irían al 1s nivel y subnivel.
Dos electrones adicionales irían al 2snivel y subnivel
s pero para el n = 2 existe también el subnivel p,
entonces los dos electrones que nos quedan irían al
subnivel 2p. El subnivel 2p no está completo ya que
puede tener un máximo de 6 electrones.
8. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
2. Cómo se distribuirán los 11 electrones del Na?
9. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
2. Cómo se distribuirán los 11 electrones del Na?
Solución:
Dos electrones en el 1s, dos electrones en el 2s, seis
electrones en el 2p y un electrón en el 3s
10. Organización de los electrones en los
átomos
• Configuración
Electrónica es la
representación de la
organización de los
electrones en los
niveles y subniveles.
• H: 1s1
• He: 1s2
• Li: 1s22s1
• Be: 1s22s2
11. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
1. Cuál es la configuración electrónica del Na, que tiene
11 electrones?
12. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
1. Cuál es la configuración electrónica del Na, que tiene
11 electrones?
Solución:
1s22s22p63s1
13. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
2. Cuál es la configuración electrónica del Mg, que tiene 12
electrones?
14. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
2. Cuál es la configuración electrónica del Mg, que tiene
12 electrones?
Solución:
1s22s22p63s2
15. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
3. Cuál es la configuración del Ba, que tiene 56
electrones?
16. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
3. Cuál es la configuración del Ba, que tiene 56
electrones?
Solución:
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s2
17. Organización de los electrones en los
átomos
• Configuraciones electrónicas abreviadas es
una que usa un gas noble para representar el
arreglo base y la configuración normal para
representar los electrones restantes.
• Li: [He]2s1
• W: [Xe]6s24f145d4
18. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
1. Cuál es a configuración abreviada para el P, que tiene
15 electrones?
19. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
1. Cuál es a configuración abreviada para el P, que tiene
15 electrones?
Solución:
P: [Ne]3s23p3
20. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
2. Cuál es a configuración abreviada para el Rb, que
tiene 37 electrones?
21. Organización de los electrones en los
átomos
Ejemplo
2. Cuál es a configuración abreviada para el Rb, que
tiene 37 electrones?
Solución:
Rb: [Kr]5s1
22. Organización de los electrones en los
átomos
Autoevaluación
1. Cuántos electrones puede tener un orbital?
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
23. Organización de los electrones en los
átomos
Autoevaluación
2. Cuál es la configuración electrónica del estaño (Sn)?
a. [Kr]5s23d103f145p4
b. [Kr]5s23d104d145p4
c. [Kr]5s23d103f145p2
d. [Kr]5s24d105p2
24. Organización de los electrones en los
átomos
Autoevaluación
3. Qué es una configuración electrónica abreviada?
a. El símbolo del elemento rodeado de puntos que
representan la valencia del átomo.
b. El símbolo del elemento rodeado de puntos que
representan sus electrones internos.
c. El símbolo de un elemento con puntos
representando su carga positiva.
d. Un gas noble en corchetes más la remanente
configuración electrónica.
25. Organización de los electrones en los
átomos
Autoevaluación
4. Por qué el orbital 4s se comienza a llenar antes que
el orbital 3d?
a. El orbital 4s tiene menor energía que el orbital 3d.
b. Los orbitales s siempre se llenan antes que los d.
c. El orbital 4s tiene mayor energía que el orbital 3d.
d. El bloque s está a la izquierda del bloque d en la
Tabla Periódica.
26. Organización de los electrones en los
átomos
Autoevaluación
5. Cuál de los siguientes enunciados expresa la Regla de
Hund?
a. Electrones en un orbital deben poseer giros opuestos.
b. Electrones con el mismo giro deben ocupar orbitales de
igual energía antes de que electrones adicionales con giro
opuesto se añadan.
c. Electrones con el mismo giro llenan todos los orbitales.
d. El orbital p contiene un máximo de seis electrones.
27. Organización de los electrones en los
átomos
Resumiendo
•El principio de exclusión de Pauli limita la cantidad de
electrones en los niveles y subniveles del átomo.
• Los electrones en los átomos ocupan los niveles y subniveles en
un patrón regular que podemos seguir.
•Las configuraciones electrónicas es una forma sencilla de
expresar la ocupación electrónica de los átomos.
•La configuración electrónica abreviada es una forma simple de
representar la configuración electrónica de los átomos con
grandes números de electrones.
•Existen excepciones para ocupación electrónica de los
subniveles.
28. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Objetivos
•Relacionar la configuración electrónicas de los
elementos con su ubicación en la Tabla
Periódica.
•Determinar una configuración electrónica
esperada para un elemento por su ubicación en
la Tabla Periódica.
29. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Contribución a la clasificación de los elementos
John Newlands (1837-1898)
• Arregló los elementos en orden ascendente por su masa atómica.
•Notó la repetición de las propiedades cada ocho elementos.
• Creó la ley de las octavas.
Lothar Meyer (1830-1895)
• Demostró la conexión entre las propiedades de los elementos y sus masas atómicas.
• Arregló los elementos en orden ascendentes por sus masas atómicas.
Dimitri Mendeleev (1834-1907)
• Demostró la conexión entre las masas atómicas de los elementos y sus propiedades.
• Arregló los elementos en orden ascendentes por sus masas atómicas.
• Predijo la existencia y propiedades de elementos que no habían sido descubiertos.
Henry Moseley (1887-1915)
• Descubrió que los átomos tenían un único numero de protones llamado número
atómico.
• Arregló los elementos en orden ascendente de su número atómico, lo que resultó en
el patrón periódico de sus propiedades.
30. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Tabla Periódica es un arreglo donde se listan
los elemento en orden ascendente de su
número atómico (número de protones en el
núcleo). Los elementos con propiedades
quimicas similares quedan agrupados en
columnas.
31. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• La Tabla Periódica Moderna consiste en
cuadrículas que contienen el nombre del
elemento, número atómico y masa atómica.
• Las cuadrículas se ordenan en orden
ascendente del número atómico en una serie
de columnas llamadas grupos o familias y filas
llamadas períodos.
32. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Iniciando con el hidrógeno en el período 1,
hay un total de siete periodos y 18 grupos.
• Los elementos del los grupos 1, 2 y 13 al 18
tienen una serie de propiedades físicas y
químicas importantes y se les llama
representativos o grupos principales.
• Los elementos en los grupos del 3 al 12 se les
llama elementos de transición.
34. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• El contorno de la Tabla Periódica imita el
llenado de los subniveles de electrónes.
• La primera fila de la tabla representa e n=1 y
sus configuraciones H: 1s1 y He:1s2
35. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• La primera sección de la segunda fila
representa el llenado del subnivel 2S. Li y Be
36. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• La segunda sección de la segunda fila es para el
llenado de los seis electrones del subnivel 2p
38. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Después de llenar el 4s, se llenan los 10
electrones del 3d.
39. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
La tabla periódica puede separarse en bloques atendiendo a los subniveles
que están siendo llenados en los átomos de ésa sección.
40. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Electrones de Valencia son los electrones que se
encuentra en el último nivel más los electrones que
se encuentran en un sub-nivel incompleto.
• El Nivel más alto (número mayor) es llamado Nivel
de valencia.
• Los electrones de valencia controlan
grandemente las propiedades químicas del
átomo.
41. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Analicemos la primera columna de la Tabla
Periódica.
•Como todos los elementos
tienen los mismos electrones
H: 1s1
de valencia, todos los
Li: 1s22s1 elementos de este grupo
poseen también similares
Na: [Ne]3s1
características químicas.
K: [Ar]4s1 •El mismo concepto puede
ser aplicado a las demás
Rb: [Kr]5s1 columnas de la Tabla
Periódica.
42. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Las similitudes en la configuración de los niveles de
valencia del átomo, indica que podemos estimar la
configuración de un elemento a partir de su
ubicación en la TP. Consideremos al Selenio en la
tabla. Como se encuentra en
la cuarta posición del bloque
P, esperamos que su
configuración termina en p4.
Efectivamente la
configuración del Se es:
[Ar]4s23d104p4
43. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Ejemplo
Usando la tabla provista estime la configuración de los siguientes
elementos.
a. Ca
b. Ti
c. Sn
d. Cl
44. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Metales son elementos brillosos, sólidos a
temperatura ambiente, buenos conductores del
calor y la electricidad. Dúctiles y Maleables.
• Metales Alcalinos son los elementos del grupo 1
(excepto por el hidrógeno) son muy reactivos por
lo que generalmente existen como compuestos.
• Metales Alcalinos-Térreos son los elementos del
grupo 2 son también muy el calcio y magnesio
son esenciales para la salud.
45. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Los Metales de Transición están divididos en
metales de transición y metales internos de
Transición; éstos últimos compuestos por la dos
series conocidas como Lantánidos y Actínidos
colocados en el inferior de la TP.
– Los elementos en la serie actínidos se usan
extensivamente como sustancias fluorescentes,
emiten luz cuando son bombardeados por electrones.
– El titanio por ser ligero y fuerte se usa para hacer
bicicletas y gafas.
46. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• No-metales ocupan la parte superior derecha
de la TP, son generalmente gases o sólidos
quebradizos y opacos.
• El único no-metal líquido es bromo.
• El elemento más abundante en el cuerpo
humano es un no-metal; el oxígeno que
constituye el 65% de la masa corporal.
47. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Grupo 17 está compuesto por elementos
altamente reactivos conocidos como
halógenos.
– El flúor (F) es usado en pasta dentales para
prevenir la caída de los dientes.
• Los extremadamente inertes elementos del
grupo 18 llamados los gases nobles.
– Se usan en láseres, iluminación y luces de neón.
48. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
• Los Metaloides tienen propiedades físicas y
químicas de los metales y no-metales.
– Silicio y Germanio se usan extensamente en la
fabricación de chips de computadoras y celdas
solares.
49. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Autoevaluación
1. Cuál de los siguientes es pobre conductor del calor y
la electricidad?
a. Metales
b. Metaloides
c. No-metales
d. Los alcalinos térreos
50. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Autoevaluación
2. Cuál grupo de la Tabla Periódica se conoce como los
Alcalinos Térreos?
a. Grupo 1
b. Grupo 2
c. Grupo 16
d. Grupo 17
51. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Autoevaluación
3. Los halógenos son buenos desinfectantes. Cuál de los
siguientes es un halógeno?
a. N
b. O
c. Cl
d. Fe
52. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Autoevaluación
4. Por qué los números atómicos saltan 15 números de
izquierda a derecha en la sección mostrada?
a. Los elementos que faltan aún no han sido descubiertos.
b. Los elementos que faltan son todos radiactivos.
c. Los elementos que faltan son los Lantánidos y Actínidos,
usualmente encontrados debajo en la TP.
d. Los elementos faltantes no existen.
53. Estructura Electrónica y Tabla
Periódica
Autoevaluación
5. Qué puedes predecir acerca del elemento
inmediatamente a la derecha del oxígeno en la TP?
a. El elemento es un gas noble.
b. El elemento se encuentra en el mismo grupo que
el nitrógeno.
c. La masa atómica del elemento es 18.
d. El número atómico del elemento es 9.
54. Aplicaciones Culinarias: Colorantes
Artificiales
El color de los objetos viene por un mecanismo diferente que los colores del neón y
otras luces eléctricas. A pesar de que las luces de colores producen sus propios
colores, los objetos son coloreados porque ellos preferencialmente reflejan cierto
color de la luz blanca que brilla en ellos. Un tomate rojo, por ejemplo, es rojo
brillante porque el refleja la luz roja y absorbe todos los demás colores del arcoíris.
Muchos alimentos, como los tomates, son altamente coloreados; de hecho, el dicho
popular “se come primero con los ojos” es un reconocimiento implícito del efecto
visual que tienen los alimentos en su atractivo como comida casi tan importante
como el gusto. Pero qué pasa con los alimentos procesados?
Muchas comidas procesadas tienen colorantes añadidos, para hacerlas más
atractivas. Hay dos tipos de colorantes: Naturales y artificiales. Los colorantes
naturales incluyen la azúcar caramelizada para color marrón; bija, turmeric, y
azafrán para variados tonos naranja - amarillo; betanin de la remolacha para
púrpura; y carmín, un tinte rojo extraído de un pequeño insecto parásito de un
cactus de América Central y Sur. (ASÍ MISMO: tu puedes que estés comiendo
zumo de un insecto!
55. Aplicaciones Culinarias: Colorantes
Artificiales
Algunos colores son artificiales. En los Estados Unidos, La Administración de Alimentos y Drogas
actualmente aprueba solo siete colorantes artificiales para alimentos, bebidas y cosméticos:
• FD&C Blue #1: Brilliant Blue FCF
• FD&C Blue #2: Indigotine
• FD&C Green #3: Fast Green FCF
• RD&C Red #3: Erythrosine
• FD&C Red #40: Allura Red AC
• FD&C Yellow #5: Tartrazine
• FD&C Yellow #6: Sunset Yellow FCF
Generalmente estos colorantes artificiales son moléculas grandes que absorben fuertemente ciertos
colores de luz, haciéndolos útiles aún en pequeñas concentraciones en alimentos y cosméticos. Aún
en pequeñas cantidades, algunos críticos claman que una pequeña porción de la población,
particularmente niños, son sensible a los colorantes artificiales y recomienda que su uso sea
restringido o descontinuado. Sin embargo, estudios formales sobre colorantes artificiales y sus efectos
en el comportamiento han sido inconcluyentes y contradictorios. A pesar de esto, la mayoría de las
personas continúan disfrutando de las comidas procesadas con colorantes artificiales (como las
mostradas en la foto).
