Configuración electrónica

Es muy común que los estudiantes tengan problemas de asimilación cuando se trabaja

en la enseñanza del uso y manejo de la tabla periódica moderna, como antesala para

entender el orden de distribución electrónica por niveles, para luego pasar a la

configuración electrónica usando orbitales y luego aprovechar toda la experiencia

acumulada para representar valores cuánticos.

Debemos recordar que durante el proceso de enseñanza aprendizaje el o la docente debe

repetir hasta la saciedad las reglas que los y las estudiantes necesitan para resolver

ejercicios, esto considerando que nuestros indicadores de logro están encaminados a que

el estudiante aprenda procedimientos y no que memorice resultados, de hecho se le

haría difícil memorizar las formas de representar distribución electrónica, configuración

electrónica y valores cuánticos de 118 elementos.

Así, pues si enseñamos a las y los estudiantes la estructura de la tabla periódica (grupos,

periodos, posición de los números atómicos, ubicación de los gases nobles, división de

metales y no metales…), estaremos contribuyendo a la construcción mental de

esquemas que luego utilizará para ejercitar en su manipulación y extracción de

información específica contenida en ella.

El ejemplo de tabla que nos presenta wiki

media, nos permite discutir con los

estudiantes, aspectos relacionados con la

escritura correcta de los números romanos

para los grupos y la forma en que

conocemos los elementos de numero

atómico 104 a 118, así como la necesidad de

reconocer al cesio, galio, mercurio y bromo

como elementos que se pueden encontrar en

estado líquido a temperatura ambiente, entre

otros datos que él o la docente consideren de interés.

Una vez vencidos los problemas con la localización de datos en la tabla periódica

podemos proceder a presentar diagramas que son necesarios para “leer” información al

momento de representar configuración electrónica y valores cuánticos.

Para la distribución electrónica hacemos especial énfasis en la idea que se tiene sobre la

estructura del átomo; sus protones, neutrones y electrones. Esto es necesario para

entender por qué se representa el núcleo del átomo y arcos de cada uno de sus niveles de

energía. 1

Una vez que se entiende la forma de representación de la distribución electrónica, resumimos reglas a seguir:a- El número de niveles estará dado por el periodo en que se encuentra el elementob- Los electrones en el último nivel estarán dados por el grupoc- El número máximo de electrones para los niveles será: 1er nivel 2e 2do nivel 8e 3er nivel 18e 4to nivel 32e Luego esos números se repiten o descienden según el número atómico del elemento.

Luego explicamos los principales principios a

1 Diagramas extraídos de http://www.portalhuarpe.com.ar

seguir para retomar datos de la distribución electrónica para utilizarlos en la

configuración electrónica.

Por ejemplo:

El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación

de electrones en los orbitales de un átomo. El modelo, formulado por el físico Niels

Bohr, recibió el nombre de Aufbau (del alemán Aufbauprinzip: principio de

construcción) en vez del nombre del científico. También se conoce popularmente con el

nombre de regla del serrucho.

Los orbitales se 'llenan' respetando la regla de Hund, que dice que ningún orbital puede

tener dos orientaciones del giro del electrón sin antes de que los restantes números

cuánticos magnéticos de la misma subcapa tengan al menos uno. Se comienza con el

orbital de menor energía.

Primero debe llenarse el orbital 1s (hasta un máximo de dos electrones), esto de acuerdo

con el número cuántico l.

Seguido se llena el orbital 2s (también con dos electrones como máximo).

La subcapa 2p tiene tres orbitales degenerados en energía denominados, según su

posición tridimensional, 2px, 2py, 2pz. Así, los tres orbitales 2p puede llenarse hasta

con seis electrones, dos en cada uno. De nuevo, de acuerdo con la regla de Hund, deben

tener todos por lo menos un electrón antes de que alguno llegue a tener dos.

Y así, sucesivamente: 1s22s22p63s23p64s 2 3d 104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6

Se resuelven ejercicios de aplicación de reglas para elementos con números atómicos; 4,

7, 78, 80, 45, 67, 13, 17,35… Así verificamos la necesidad de seguir las reglas

establecidas en este principio, tanto para números inferiores a 20 como para números

superiores a 21.

Para la distribución electrónica se plantea el orden a seguir para números menores que

20: 1s2s2p3s3p4s, para números mayores que 20 1s2s2p3s3p3d4s… para elementos de

transición llenar orbital d…

En el cobre y el hierro por ejemplo deberíamos representar:

Cu 2e- 8e- 18e- 1e- 2e- 8e- 8e- 8e-

1S2 2S2 3S2 4S1 1S2 2S2 3S2 4S2

+29 +26

2p6 3p6 2p6 3p6

3d10 3d6

(Ar) 3d104S1 (Ar) 3d64S2

Se resuelven ejercicios de distribución y configuración electrónica para elementos con

símbolos: Zn, At, F, Pb, B, Li, K, Kv, I, As, Cu… aquí incluimos elementos con

números atómicos menores y mayores que 20.

Por otro lado, la ejercitación

de distribución electrónica en

conjunto con configuración

electrónica, brinda la

posibilidad de relacionar otros

aportes relacionados con el

orden de distribución de los

electrones en el espacio y su

representación gráfica, este es

el caso del diagrama de

moeller este propone varios

números sobre la cuántica y

toma en cuenta los orbitales

s,p,d,f y estos van del número 1 al 6 .Los valores de las letras son en s:2,p:6,d:10 y f:14.

Aquí se reafirma la necesidad de tomar en cuenta el orden de llenado de electrones,

específicamente para los ejemplos anteriores; cobre y hierro, para ellos se llena el

orbital 4S y luego el 3d y solo después se continuaría con el 4p…

Para representar números cuánticos se toma en cuenta que:

n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 n es Número cuántico principal

l = s, p, d, f l es Número cuántico secundario

0 1 2 3

m = s 0 m es Número cuántico magnético

p -1 0 1

d -2 -1 0 1 2

f -3 -2 -1 0 1 2 3

s = +1/2 , -1/2 s es el Spin del electrón2

Ej Mercurio Hg 80 2e 8e 18e 32e 18e 2e

1s2 2s2 2p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14 5s25p625d10 6s2

n l m s1 0 0 +-2 0 0 +-2 1 -101 +++---3 0 0 +-3 1 -101 +++---3 2 -2-1012 +++++-----4 0 0 +-4 1 -101 +++---4 2 -2-1012 +++++-----4 3 -3-2-

10123+++++++------

5 0 0 +-5 1 -101 +++--5 2 -2-1012 +++++-----2 0 0 +-

La notación compacta del mercurio es la siguiente

__Hg (Z = 80):__[Xe]6s24f145d10

En la gráfica a la derecha de la tabla, leyéndola de abajo hacia arriba, iniciando por 1s2

se puede apreciar la ubicación de los pares de electrones en las casillas.

Estimados docentes hacer un poco más de esfuerzo es fructífero para alcanzar los

indicadores de logro, estos pequeños detalles nos ayudan a que los y las estudiantes

tengan un por qué atender a nuestras sesiones de enseñanza, así mejoramos la calidad de

la educación que tanto necesitan nuestros estudiantes y aunque no se nos reconozca el 2 http://minatublog2.blogspot.co.at

esfuerzo personal que hacemos a diario, seguramente nos sentimos auténticos y dignos

de la posición que ocupamos en nuestra sociedad Nicaragüense.