LA DISPOSICIÓN DE LOS ELECTRONES EN LOS ÁTOMOS: CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS

Hemos visto en clase cómo se distribuyen los electrones en capas diciendo cuántos electrones caben como máximo en cada capa, y hemos visto también las formas espaciales en que estos electrones se pueden distribuir: los orbitales atómicos. Sin embargo por salirse del temario no hemos visto cuántos electrones caben en cada orbital (2 electrones por orbital), ni que los electrones tienden a ocupar niveles o capas inferiores si tienen esa posibilidad, ni que los electrones tienden a desaparearse (ocupar el máximo de orbitales dejando un electrón en cada orbital) si tienen la posibilidad de hacerlo.


Tipos de orbitales y disposición de orbitales por capa
Hay varios tipos de orbitales:
s o esféricos: aparecen a partir de la primera capa y sólo hay un orbital
p o forma de 8: aparecen a partir de la segunda capa y posteriores y puede haber 3 orientados en los 3 ejes del espacio.
d : aparecen a partir de la tercera capa y posteriores, y puede haber 5
f: aparecen a partir de la cuarta capa y posteriores, y puede haber 7
Para que veais qué forma gráfica tienen mirad este dibujo
La capa 1 sólo admite un tipo de orbital (s).La capa 2 admite 1 orbital s y 3 orbitales p.La capa 3 admite 1 orbital s, 3 p y 5 orbitales d. La capa 4 admite 1 orbital s, 3 p, 5 d y 7 f.


Como hemos dicho anteriormente cada orbital admite 2 electrones como máximo, luego
la capa 1 se llena con 2 electrones. Total 2 electrones.
la capa 2 se llena con 2 electr s y 6 electr p. Total 8 electrones.
la capa 3 se llena con 2s, 6p y 10d. Total 18 electrones
la capa 4 se llena con 2s, 6p, 10d y 14 f. Total 32 electrones.
Que está conforme con lo dicho en clase de llenado máximo de electrones por capa, 2·(nºcapa)^2

La manera de escribir los electrones se hace así: número que indica la capa, letra que indica el tipo de orbital y otro número arriba que indica los electrones que hay en esa capa y en esos orbitales. Ejemplo 3p5 significa que en la capa 3 y en los orbitales tipo p hay 5 electrones.
El orden de llenado de los electrones en capas y orbitales sigue este esquema según el gráfico a continuación.

Entonces ya sabemos cómo disponer electrones en cada átomo.

Si quereis ver cómo se llenan las capas de electrones en cada elemento químico, pinchad aquí y os sale un programa que llena los electrones en cada orbital para cada elemento.

Ejemplo, si tenemos que colocar 14 electrones, su disposición sería así: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. Es decir el átomo tiene 3 capas, las dos primeras están llenas y la última capa tiene 4 electrones. Estos 4 electrones son los que reaccionan con los últimos electrones de otros átomos para formar compuestos químicos. A ese número de electrones reaccionantes les llamamos electrones de valencia (los que realmente valen para reaccionar químicamente). En la escuela habreis aprendido los números de valencia de cada elemento químico, pero no sabríais por qué de esos números...
Valencias positivas significan que son electrones que pueden ceder como si actuaran como metales.
Valencias negativas significan que son electrones que pueden adquirir, como si actuaran como no metales.
El sodio tiene valencia +1, el fluor tiene valencia -1, el oxígeno tiene valencia -2, el calcio tiene valencia +2, etc... pero hay muchos elementos que tienen más de 1 valencia, algunos admiten valencias positivas y negativas, como por ejemplo el Carbono (+2, +4, -4). Estos casos de varias valencias los veremos mañana en clase.