Quimica Organica (5)

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1.3 Estructura atómica: configuraciones electrónicas
El arreglo de electrones con mínima energía, o configuración electrónica de
estado fundamental (o basal) de un átomo, es una lista de los orbitales ocupa-
dos por sus electrones, por lo que podemos predecir este arreglo siguiendo tres
reglas.
Regla 1 Los orbitales de energía más baja se llenan primero de acuerdo al orden 1s n 2s
n 2p n 3s n 3p n 4s n 3d; expresión conocida como el principio de aufbau.
Nótese que el orbital 4s se encuentra entre los orbitales 3p y 3d en cuanto a la
energía.
Regla 2 Los electrones se comportan como si giraran en torno a un eje, casi de la misma
forma en que gira la Tierra. Este giro (espín) puede tener dos orientaciones, indica-
dos como arriba y abajo ; sólo dos electrones pueden ocupar un orbital y deben
tener un espín opuesto. A esta afirmación se le llama principio de exclusión de Pauli.
Regla 3 Si están disponibles dos o más orbitales de igual energía, un electrón ocupa ca-
da uno con espines paralelos hasta que todos los orbitales estén medio llenos; y
sólo entonces un segundo electrón con espín opuesto puede ocupar cualquiera
de los orbitales. A esta expresión se le conoce como regla de Hund.
La tabla 1.1 muestra algunos ejemplos de la forma en que se aplican estas re-
glas; por ejemplo, el hidrógeno tiene sólo un electrón, que debe ocupar el orbi-
tal con el nivel de energía más bajo, por tanto, la configuración de estado
fundamental del hidrógeno es 1s. El carbono posee seis electrones y la configu-
ración de su estado fundamental es 1s2 2s2 2px1 2py1, y así sucesivamente. Ob-
serve que se usa un superíndice para representar el número de electrones en un
orbital determinado.
Tabla 1.1 Configuraciones electrónicas de estado fundamental de algunos elementos
Número Número
Elemento atómico Configuración Elemento atómico Configuración
Hidrógeno 1 Fósforo 15
Carbono 6
Problema 1.1 Describa la configuración electrónica de estado fundamental de cada uno de los si-
guientes elementos:
(a) Oxígeno (b) Silicio (c) Azufre
2s
1s
2p
3s
2s
1s
3p
2p
1s
Un orbital 2px Un orbital 2py
y
Un orbital 2pz
y
x
y
x
z z z
x
Figura 1.5 Formas de los orbi-
tales 2p. Cada uno de los tres
orbitales mutuamente perpen-
diculares con forma de mancuer-
na tiene dos lóbulos separados
por un nodo; los dos lóbulos
tienen diferentes signos alge-
braicos en la función de onda
correspondiente, como se indica
por los diferentes colores.
6 CAPÍTULO 1 Estructura y enlaces
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	1 Estructura y enlaces
	1.3 Estructura atómica: configuraciones electrónicas