Sistema periódico

Sistema periódico y configuración electrónica

Imagen de vubp en Pixabay

Índice

Configuración electrónica

La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo en orbitales atómicos (s, p, d y f).

Orbitales atómicos

Se trata de regiones del espacio donde la probabilidad de encontrar a los electrones es mayor.

Orbitales s

Orbitales s $\rightarrow 2\thinspace\mathrm e^-$. Adaptada de https://www.coursehero.com/sg/general-chemistry/quantum-theory/.

Orbitales p

Orbitales p $\rightarrow 3\times 2 = 6\thinspace\mathrm e^-$. Adaptada de https://www.coursehero.com/sg/general-chemistry/quantum-theory/.

Orbitales d

Orbitales d $\rightarrow 5\times 2 = 10\thinspace\mathrm e^-$. Adaptada de https://www.coursehero.com/sg/general-chemistry/quantum-theory/.

Orbitales f

Orbitales f $\rightarrow 7\times 2 = 14\thinspace\mathrm e^-$. Adaptada de https://www.coursehero.com/sg/general-chemistry/quantum-theory/.

Diagrama de Möller

El diagrama de Möller nos ayuda a saber en qué orden han de llenarse los distintos orbitales, siguiendo las flechas.

Diagrama de Möller. Adaptada de https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagrama_de_Configuraci%C3%B3n_electr%C3%B3nica.svg.

Estado fundamental

Estado de mínima energía. Electrones siguen el diagrama de Möller.

Estados excitados

El orden de llenado de orbitales no sigue el diagrama de Möller.

Estados prohibidos

Algún orbital tiene más electrones de los permitidos.

spdf
261014

Electrones de valencia

Los electrones de valencia son los que se encuentran en la capa más externa de un átomo, siendo los responsables de las interacciones entre átomos y la formación de enlaces.

Ejemplos

Diagramas de Bohr del sodio (Na) en diferentes configuraciones electrónicas.

La tabla periódica de los elementos

La tabla periódica de los elementos organiza los 118 elementos conocidos en 7 periodos (filas) y 18 grupos (columnas), ordenados por su número atómico $Z$.

Descárgate esta tabla periódica en PDF de alta resolución aquí.
GrupoConfiguración electrónica externaElectrones de valencia
1ns11
2 (y He)ns22
13ns2 np13
14ns2 np24
15ns2 np35
16ns2 np46
17ns2 np57
18 (salvo He)ns2 np68

Clasificación de los elementos químicos

Los elementos químicos pueden clasificarse en general en metales, semimetales, no metales y gases nobles, según sus propiedades físicas y químicas comunes.

Metales

Apariencia brillante, son buenos conductores del calor y de la electricidad y forman aleaciones con otros metales. La mayoría son sólidos a $T$ ambiente (Hg es 💧).

Lingotes de oro (Au). Imagen de Steve Bidmead en Pixabay.

Formación de iones

Tienden a ceder electrones, formando cationes (iones con carga ).

Ejemplos
  • $\ce{Li} \longrightarrow \ce{Li+} + \ce{1 e-}$
  • $\ce{Mg} \longrightarrow \ce{Mg^2+} + \ce{2 e-}$
  • $\ce{Al} \longrightarrow \ce{Al^3+} + \ce{3 e-}$

Semimetales

Sólidos frágiles/quebradizos de aspecto metálico que son semiconductores y se comportan como no metales.

Detalle de un trozo de silicio (Si) purificado.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SiliconCroda.jpg

No metales

Apariencia apagada, son malos conductores del calor y de la electricidad y son frágiles. Pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos a temperatura ambiente.

Muestra de azufre (S).
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sulfur-sample.jpg

Formación de iones

Tienden a captar electrones, formando aniones (iones con carga ).

Ejemplos
  • $\ce{Cl} + \ce{1 e-} \longrightarrow \ce{Cl-}$
  • $\ce{O} + \ce{2 e-} \longrightarrow \ce{O^2-}$
  • $\ce{P} + \ce{3 e-} \longrightarrow \ce{P^3-}$

Gases nobles

He, Ne, Ar, Kr, Xe y ☢️ Rn. Gases monoatómicos inodoros e incoloros que apenas reaccionan químicamente, pues tienen ocho electrones en su capa exterior.

Gases nobles brillando dentro de frascos de vidrio a baja presión.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Glowing_noble_gases.jpg
Rodrigo Alcaraz de la Osa
Rodrigo Alcaraz de la Osa
Doctor en Física y Profesor de Física y Química

Soy Profesor de Física y Química en el IES Ría San Martín de Cantabria (España).

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