Configuración Electrónica

Configuración Electrónica

La Configuración o Distribución electrónica consiste en la distribución de  los electrones en los distintos niveles de energía (subniveles, orbitales), o lo que es lo mismo como están distribuidos los electrones alrededor del núcleo de su átomo.

Con la configuración electrónica se puede determinar el número atómico de un elemento, el grupo y el periodo al que pertenece en la tabla periódica

Orbitales de Energía

La periferia del núcleo se divide en 7 niveles de energía diferentes, numerados del 1 al 7, y en los que están distribuidos los electrones, lógicamente en orden según su nivel de energía. Los electrones con menos energía estarán girando en el nivel 1.

Pero además cada nivel se divide en subniveles. Estos subniveles en los que se divide cada nivel pueden llegar a ser hasta 4. A estos 4 subniveles se les llama: s, p, d, f.

Es decir, niveles de energía hay del 1 al 7 y subniveles hay 4 el s, p, d y el f.

Hay átomos que no tienen los 4 subniveles, como veremos más adelante, y átomos que no tienen los 7 niveles de energía, pueden tener menos.

Tipos de configuración electrónica

Para graficar la configuración electrónica existen cuatro modalidades, con mayor o menor complejidad de comprensión, que son:

Configuración estándar

Se representa la configuración electrónica que se obtiene usando el cuadro de las diagonales 

Es importante recordar que los orbitales se van llenando en el orden en que aparecen, siguiendo esas diagonales, empezando siempre por el 1s.

Aplicando el mencionado cuadro de las diagonales la configuración electrónica estándar, para cualquier átomo, es la siguiente:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

Configuración condensada

Los niveles que aparecen llenos en la configuración estándar se pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII A, Tabla Periódica de los elementos), donde el número atómico del gas coincida con el número de electrones que llenaron el último nivel.

Los gases nobles son He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.

Configuración desarrollada

Consiste en representar todos los electrones de un átomo empleando flechas para simbolizar el spin de cada uno. El llenado se realiza respetando el principio de exclusión de Pauli y la Regla de máxima multiplicidad de Hund.

Configuración semidesarrollada

Esta representación es una combinación entre la configuración condensada y la configuración desarrollada. En ella sólo se representan los electrones del último nivel de energía.

Niveles de energía o capas

Las capas, cada una de ellas representa un nivel de energía en el átomo, diremos que: Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones para girar alrededor del núcleo, numerados del 1, el más interno o más cercano al núcleo, al 7.

Estos niveles de energía corresponden al número cuántico principal (n) y además de numerarlos de 1 a 7, también se usan letras para denominarlos, partiendo con la K.  Así:   K =1, L = 2, M = 3, N = 4, O = 5, P = 6, Q = 7.
La distribución de niveles, subniveles, orbitales y número de electrones posibles en ellos se resume, para las 4 primeras capas, en la siguiente tabla:

Niveles de energía o capa (n)	1 (K)	2 (L)	3 (M)	4 (N)
Tipo de subniveles	s	s   p	s   p   d	s   p   d   f
Número de orbitales en cada subnivel	1	1   3	1   3   5	1   3   5   7
Denominación de los orbitales	1s	2s   2p	3s   3p   3d	4s   4p   4d   4f
Número máximo de electrones en los orbitales	2	2   -   6	2   -   6   -   10	2   -   6   -   10   -   14
Número máximo de electrones por nivel de energía o capa	2	8	18	32

Insistiendo en el concepto inicial, repetimos que la configuración electrónica de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles, subniveles  y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente (partiendo desde el más cercano al núcleo) hasta completarlos.

Recordemos que alrededor del núcleo puede haber un máximo de siete capas atómicas o niveles de energía donde giran los electrones, y cada capa tiene un número limitado de ellos.

La forma en que se completan los niveles, subniveles y orbitales está dada por la secuencia que se grafica en el esquema conocido como regla de las diagonales: Es importante saber cuántos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos.

Regla de las diagonales

Sirve para determinar el mapa de configuración electrónica (o periódica) de un elemento.

En otras palabras, la secuencia de ocupación de los orbitales atómicos la podemos graficar usando la regla de la diagonal, para ello debemos seguir la flecha roja del esquema de la derecha, comenzando en 1s; siguiendo la flecha podremos ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.

Subniveles de energía: Son regiones más pequeñas, más angostas donde se localizan los electrones. Son parte de los niveles de energía y son nombrados según la característica de las líneas espectrales de la emisión atómica Se llaman también número quántico secundario o azimutal. Se representa con la letra.

Subnivel	Nombre	Característica
s	Sharp	Nítidas pero de poca intensidad
p	Principal	Líneas intensas
d	Difuso	Líneas difusas
f	Fundamental	Líneas frecuentes

Ejemplos

F: Z: 9 à 1s2, 2s2, 2p5

P: Z: 15 à 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p3

Ca: Z: 20 à 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2

He: Z: 2 à 1s2

Ne: Z: 10 à 1s2, 2s2, 2p6

Al: Z: 13 à 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1

Cl: Z: 17à 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5

Rb: Z: 37 à 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d10, 4s2, 4p6, 5s1