Modelos atómicos y configuración electrónica
4.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Explicar por qué los modelos atómicos cambian cuando nuevas evidencias revelan sus límites.
- Escribir configuraciones electrónicas de átomos e iones sencillos siguiendo el orden energético.
- Relacionar la configuración externa de elementos representativos con periodo y grupo.
Antes de empezar
- Usar número atómico y carga de un ion.
- Distinguir protones, neutrones y electrones.
- Reconocer periodos y grupos de la tabla periódica.
Un modelo explica y también tiene límites
Dalton hizo útil la idea de átomos para explicar proporciones químicas; Thomson incorporó el electrón; Rutherford concentró la carga positiva en un núcleo muy pequeño; Bohr introdujo niveles energéticos.
El modelo cuántico no dibuja trayectorias planetarias conocidas. Describe estados y probabilidades de localizar electrones. Cada cambio histórico respondió a evidencia que el modelo anterior no explicaba bien.
Niveles y subniveles
- Configuración electrónica
- Es la distribución de los electrones entre estados de distinta energía. En la notación 3p⁵, el 3 identifica el nivel, p el subnivel y el superíndice indica cinco electrones en ese subnivel.
Capacidad de los subniveles escolares
| Subnivel | Capacidad máxima |
|---|---|
| s | 2 electrones |
| p | 6 electrones |
| d | 10 electrones |
Orden de llenado
- Calcula los electrones: Z en un átomo neutro; suma electrones si la carga es negativa y resta si es positiva.
- Llena de menor a mayor energía: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p.
- Respeta la capacidad máxima de cada subnivel.
- Suma los superíndices para comprobar el total.
De la configuración a la tabla
El mayor número de nivel ocupado suele indicar el periodo. Para los elementos representativos, los electrones s y p del nivel externo permiten reconocer la familia química.
Esta regla escolar no debe extenderse sin cuidado a todos los metales de transición: allí intervienen subniveles d y aparecen configuraciones y estados de oxidación más variados.
Cloro neutro
El cloro tiene Z = 17.
- Hay 17 electrones.
- Se distribuyen: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.
- El nivel externo es 3 y contiene siete electrones s+p.
Periodo 3 y grupo 17.
El 4s se ocupa antes que el 3d
Llenar siempre por orden del número de nivel: completar 3d antes de 4s.
Seguir el orden energético indicado.
El número principal no basta para ordenar energías. Además, la imagen de capas es una ayuda, no una fotografía de órbitas reales.
Compruébalo ahora
Escribe la configuración electrónica del magnesio neutro, Z = 12, e indica periodo y grupo.
Ver solución explicada
Respuesta: 1s² 2s² 2p⁶ 3s²; periodo 3, grupo 2.
Los superíndices suman 12. El nivel mayor es 3 y hay dos electrones externos en 3s.
El calcio neutro tiene Z = 20. Escribe su configuración y localízalo por periodo y grupo.
Ver solución explicada
Respuesta: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²; periodo 4, grupo 2.
El 4s se ocupa antes que 3d. El nivel mayor es 4 y termina en s², propio del grupo 2.
El oxígeno tiene Z = 8. ¿Cuántos electrones posee O²⁻ y cuál es su configuración?
Ver solución explicada
Respuesta: 10 electrones; 1s² 2s² 2p⁶.
La carga 2− significa que el átomo ha ganado dos electrones: 8 + 2 = 10.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química · cuarto curso · bloque B: modelos atómicos clásicos y cuánticos, partículas subatómicas, configuración electrónica y tabla periódica. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Escribir la configuración electrónica y deducir la posición en la tablaNomenclatura inorgánica y orgánica introductoriaEnlace, geometría y propiedades de las sustancias