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| Playa de Ancoradouro - Cabo Udra |
Este artículo se lo dedico a un químico orgánico que ha difundido esta
manera de sacar la configuración electrónica de la primera serie de transición
por la facultad y ahora se lo ha llevado a otras partes. Se lo dedico también a
su mujer y al hijo que va a tener que viene de camino.
Escribir la configuración electrónica de un elemento o de un ion es algo
realmente sencillo, pero también es una tarea en la que es muy fácil
fallar. El primer método que nos enseñan para hacer configuraciones
electrónicas es la regla de Klechrtkowski usando el
diagrama de Moeller.
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| Diagrama de Moeller |
Este método consiste en aplicar la
definición de número atómico: “Se llama número atómico y se signa mediante Z es
el número de protones del núcleo de un átomo, que siendo neutro coincide con el
número de electrones”. Lo que nos dicen es que tenemos que seguir las flechas
hasta que sumado todos los electrones lleguemos al número atómico del elemento.
Así el calcio como tiene número atómico 20 su configuración electrónica sería 20Ca:
1s22s22p63s23p64s2;
si queremos sacar la configuración electrónica del Ca2+ deberemos
arrancar electrones de la capa más, es decir de la capa de valencia, debemos
arrancar dos electrones. Por tanto, la configuración electrónica del Ca2+
sería: 1s22s22p63s23p6.
Recordemos
que en el caso de los iones el número atómico no se corresponde con el número
de electrones, ya que el átomo no se encuentra en estado neutro, se corresponde
sólo con el número de protones. En este caso para saber el número de electrones
haremos lo siguiente: en el caso de los cationes, le restaremos al número
atómico la carga del ion; por ejemplo, en el caso anterior del Ca2+ el
número atómico es 20 y la carga en valor absoluto del ion es 2, es un catión
por lo que restaremos la carga, entonces tendrá 18 electrones. En el caso de
los aniones, le sumaremos al número atómico la carga del ion; por ejemplo, en
el caso del S2- el número atómico es 16 y la carga en valor absoluto
del ion es 2, como es un anión sumaremos la carga, entonces tendrá 18
electrones.
A la hora de escribir la
configuración electrónica de un elemento que está del tercer período para abajo
en la tabla periódica, sacar la configuración electrónica usando el diagrama de
Moeller y el número atómico resulta engorroso, ya que el número de electrones
aumenta y son muchos electrones los que hay que escribir. La configuración
electrónica no es algo que se use aisladamente en química, es algo que se
aplica y en estas aplicaciones muchas veces lo que nos interesa es sacar la
configuración electrónica de la capa de valencia. Entonces, existe lo que se
denomina kernel, que consiste en abreviar la configuración electrónica dando
por supuesta la configuración del gas noble anterior y dejando visible sólo la
configuración electrónica de la capa de valencia, esta se puede deducir a
partir de la tabla periódica. Por ejemplo, en el caso anterior del calcio,
sería Ca: [Ar] 4s2 ya que si miras la tabla periódica el gas noble
que hay antes del calcio es el argón, el calcio está en el bloque s en la
segunda posición por lo que es s2, es decir, el orbital s está
lleno; es el nivel 4 ya que está en el cuarto período. Si por ejemplo
quisiéramos deducir la configuración electrónica del potasio a partir de la
tabla periódica, sería [Ar]4s1ya que si miras la tabla periódica el
gas noble que hay antes del calcio es el argón, el calcio está en el bloque s
en la primera posición por lo que es s1, es decir, el orbital s está
semilleno; es el nivel 4 ya que está en el cuarto período.
En
el caso de los cationes arrancaremos un número de electrones equivalente al
valor de la carga del ion en valor absoluto de la capa más externa; en el caso
de los aniones añadiremos un número de electrones equivalente al valor de la
carga del ion en valor absoluto.
Cuando queremos sacar la configuración de la capa de valencia de un
elemento de transición sigue siendo sencillo ya que esta es del tipo: (n-1)dxns2, ya
que el nivel de la capa s se corresponde con el número del período, pero el
nivel de la capa d se corresponde con el número del período menos 1. Aquí
debemos de tener cuidado ya que si lo hacemos siguiendo el diagrama de Moeller
llegaremos a la conclusión de que es ns2(n-1)dx ya que se
llena antes el orbital s del nivel n que el orbital d del nivel (n-1), pero el
nivel más externo es el nivel 4 y esto puede traernos complicaciones a la hora de
sacar la configuración electrónica de la capa de valencia de un ion.
Por ejemplo, en el caso del paladio la configuración electrónica del
paladio sería [Kr]5s24d7, ahora bien, si queremos sacar
la configuración electrónica del Pd2+ por ejemplo, esta manera de
escribirlo puede traernos complicaciones ya que podemos llegar a pensar que la
capa más externa es la capa d y decir que la configuración electrónica del Pd2+
es [Kr]5s24d5 cuando esto no es cierto; si escribimos la
configuración electrónica del paladio de la forma [Kr]4d75s2
llegaremos a la conclusión de que la configuración electrónica del Pd2+
es [Kr]4d7 y esta es la configuración correcta.
Teniendo la tabla periódica delante es muy fácil sacar la configuración
electrónica de la capa de valencia, pero si no tenemos la tabla periódica a
mano esto se puede complicar y entorpecernos el trabajo. Afortunadamente, hay
unas reglas nemotécnicas que se pueden utilizar para facilitarnos este trabajo;
en esta entrada os voy a mostrar las dos que considero más prácticas.
La primera, es para la primera serie de transición, ya que aprenderse diez
elementos como están colocados sin cambiarlos de sitio es muy difícil. La regla
es la siguiente eScucha Tio Vanidoso
Cristo
Mantiene
la Fe
Como Ningun Cura Zangano; esto es escandio (Sc), titanio (Ti),
vanadio (V), cromo (Cr), manganeso (Mn), hierro (Fe), cobalto (Co), niquel
(Ni), cobre (Cu) y cinc (Zn). Para poder usar esta regla debes conocer los
símbolos de los elementos, aunque no sepas su colocación exacta en la tabla
periódica. Hay que decir, que no debemos olvidarnos que antes del escandio
están el 20Ca y el potasio, es decir “los dos electrones de la capa
s” ya que este es el único peligro de utilizar esta regla. Una vez conocido
esto podemos sacar la configuración electrónica de cualquier elemento de la
primera serie de transición con los dedos, ya que tenemos diez dedos y son diez
elementos. Si usas los dedos de las manos o de los pies lo dejo a tu decisión,
también puedes hacerlo usando una mano y un pie.
Por ejemplo, si queremos sacar la configuración electrónica del hierro: eScucha Tio Vanidoso Cristo Mantiene la Fe: uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis; la configuración electrónica
de la capa de valencia del hierro será 3d64s2. Si
queremos la configuración de la capa de valencia del Fe2+ esta será
3d6, mientras que si la queremos del Fe3+ esta será 3d5.
La segunda, es para saber los
elementos cabeza de grupo del segundo período del bloque p, ya que aunque sólo
son cinco elementos y no diez como en el caso anterior sigue resultando difícil
no intercambiar elementos de sitio. La regla es Bebe Cocacola Natural O Fría; es decir
boro (B), carbono (C), nitrógeno (N) y oxígeno (O). Se puede sacar la
configuración de la capa de valencia de estos elementos usando los dedos de una
mano o de un pie; y claro acordándonos de los electrones de valencia de la capa
s.
Por ejemplo, si queremos sacar la
configuración electrónica de valencia del oxígeno esto sería Bebe Cocacola Natural O: uno, dos, tres,
cuatro; por tanto, sería 2s22p4. Si queremos sacar la
configuración electrónica del O2- esta sería 2s22p6
ya que en la capa más externa introducimos dos electrones al tratarse de un anión.
Descubrirlaquimica. Estudiante de química en la USC.
22 de Agosto de 2017
Bibliografía:
- Los trucos que me enseñó el químico orgánico al que le dedico este artículo
- Mi propia experiencia
- Mi imaginación
