Escribir configuraciones electrónicas de átomos e iones y aplicar Pauli, Hund y el orden de ocupación con sus límites.
Míralo en un dibujo
Diagrama de ocupación para carbono en estado fundamental: 1s²2s²2p². Los dos electrones 2p ocupan orbitales distintos con espines paralelos antes de aparearse.
Antes de seguir: ¿Por qué se separan inicialmente los electrones de 2p?
Comprueba tu razonamiento
Por la regla de Hund: en orbitales degenerados se ocupan primero por separado y con espines paralelos.
Antes de empezar
Necesitas manejar: Número atómico; Iones; Orbitales y subniveles.
Escribe en papel tu respuesta a esta pregunta antes de desplegarla.
¿Principio de Pauli?
No hay dos electrones de un átomo con los cuatro números cuánticos iguales.
En un minuto
- No hay dos electrones de un átomo con los cuatro números cuánticos iguales.
- Ocupación individual de orbitales degenerados antes de aparear.
- Sumar electrones y compararlos con Z y la carga.
- Presencia de electrones desapareados.
Entiende la idea
El concepto
La configuración electrónica distribuye electrones entre orbitales. El principio de exclusión de Pauli impide que dos electrones de un átomo compartan los cuatro números cuánticos; por ello un orbital admite dos con espines opuestos. La regla de Hund indica que, en orbitales degenerados de un subnivel, se ocupan primero por separado con espines paralelos antes de aparearse.
El orden de llenado habitual es una guía para estados fundamentales, no una ley sin excepciones. Permite escribir muchas configuraciones a partir del gas noble anterior. Entre las excepciones introductorias están Cr, [Ar]3d⁵4s¹, y Cu, [Ar]3d¹⁰4s¹. Memorizar una diagonal sin comprobar el elemento puede dar respuestas incorrectas en estos casos.
Cómo utilizarlo sin errores
Para formar cationes se retiran electrones del nivel de mayor n ocupado antes de continuar. En los metales de transición esto significa que se eliminan primero los electrones 4s antes que los 3d, aunque en la construcción elemental se haya ocupado 4s antes. La configuración del ion no se obtiene borrando mecánicamente el último término escrito sin entender qué representa.
La configuración también permite reconocer electrones desapareados y relacionarlos con el paramagnetismo elemental del modelo. Si todos están apareados, el esquema atómico es diamagnético; si quedan desapareados, es paramagnético. Para sistemas químicos complejos pueden intervenir otros modelos y estructuras. En los ejercicios de esta lección se trabaja con átomos e iones aislados y se comprueba siempre que la suma de exponentes coincide con el número total de electrones.
Fórmulas y condiciones de uso
Lee las condiciones junto con cada expresión. Una fórmula sin sus hipótesis puede dar un resultado incorrecto.
Consultar la notación textual original
Electrones de un ion=Z−carga algebraica. Capacidades: s², p⁶, d¹⁰, f¹⁴. En cationes de transición se retira 4s antes que 3d.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1 · Escribe las configuraciones de Fe, Fe²⁺ y Fe³⁺, con Z=26.
- Fe tiene 26 electrones: [Ar]3d⁶4s².
- Fe²⁺ tiene 24: se retiran los dos electrones 4s y queda [Ar]3d⁶.
- Fe³⁺ tiene 23: después se retira uno de 3d y queda [Ar]3d⁵. El número de electrones se comprueba en cada paso.
Ejemplo 2 · Representa la ocupación del subnivel 2p de N, Z=7, y cuenta desapareados.
- N: 1s²2s²2p³. El subnivel p tiene tres orbitales.
- Por Hund, los tres electrones p ocupan orbitales distintos antes de aparearse: uno en cada orbital, con espines paralelos.
- Hay tres electrones desapareados. Colocar dos en el primero y uno en el segundo no representa el estado fundamental de menor energía.
Practica antes de mirar la solución
Práctica 1 · Escribe Cu⁺, sabiendo Cu=[Ar]3d¹⁰4s¹.
Primera ayuda
Retira el electrón de mayor n.
Ver solución razonada
Cu⁺=[Ar]3d¹⁰. Se pierde el electrón 4s y quedan 28 electrones.
Práctica 2 · Oxígeno, Z=8: ¿cuántos electrones desapareados tiene en el modelo atómico fundamental?
Primera ayuda
Distribuye 2p⁴ sobre tres orbitales.
Ver solución razonada
1s²2s²2p⁴: un orbital p tiene pareja y los otros dos un electrón; hay dos desapareados.
Práctica 3 · Cl⁻ tiene Z=17. ¿Cuántos electrones y qué configuración abreviada?
Primera ayuda
La carga negativa añade un electrón.
Ver solución razonada
Tiene 18 electrones y configuración [Ar], equivalente a 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.
El error que debes evitar
No restar electrones a un anión. No retirar 3d antes de 4s en los cationes trabajados. No aplicar la diagonal sin revisar excepciones. No confundir orbitales y subniveles.
Comprueba lo aprendido
Autoevaluación formativa: no es una nota oficial ni un examen vigilado.
Un orbital admite como máximo…
Solución y explicación
Respuesta: Dos con espines opuestos. Pauli prohíbe repetir los cuatro números cuánticos.
Para obtener Fe²⁺ se retiran primero…
Solución y explicación
Respuesta: Los electrones 4s. Se elimina primero el nivel de mayor n ocupado.
Cr fundamental es…
Solución y explicación
Respuesta: [Ar]3d⁵4s¹. Es una excepción habitual al esquema de llenado simplificado.
Recupera las ideas de memoria
Antes de revelar cada respuesta, di la tuya en voz alta o escríbela. Marca si la recordabas para programar el siguiente repaso.
¿Principio de Pauli?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
No hay dos electrones de un átomo con los cuatro números cuánticos iguales.
Intenta responder antes de mirar.
¿Regla de Hund?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Ocupación individual de orbitales degenerados antes de aparear.
Intenta responder antes de mirar.
¿Control básico de configuración?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Sumar electrones y compararlos con Z y la carga.
Intenta responder antes de mirar.
¿Paramagnetismo atómico simple?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Presencia de electrones desapareados.
Intenta responder antes de mirar.
Explícalo y llévalo a otro problema
Compara Ca, Ca²⁺ y Ar, indicando cuáles tienen la misma configuración y por qué eso no los convierte en el mismo elemento.
Cierre en papel: explica el procedimiento, anota una condición de validez y vuelve a resolver un ejercicio que te haya costado sin consultar sus pasos.
Consolida el tema completo
Abrir resumen, esquema y refuerzo de Estructura atómica
Fuentes y revisión editorial
Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.