2.1. Átomos en estado fundamental y en estado excitado Cuando un átomo tiene todos sus electrones en el orbital de menor energía posible, se dice que se encuentra en estado fundamental. ● Cuando se comunica energía a un átomo, alguno de sus electrones puede pasar a un nivel de energía superior ; se dice que el átomo se encuentra en estado excitado. ● T anto si el átomo está en estado fundamental como si está en estado excitado, se debe cumplir el principio de exclusión . Es decir, como mucho puede haber 2 electrones en un orbital . 1 E J E M P LO R E S U E LTO 2 Escribe la configuración electrónica del bismuto (Z = 83). El número atómico del elemento químico indica el número de electrones en su corteza. Estos se han de colocar en los orbitales según los tres principios. Para el orden de energía sigue el diagrama de Möller según indican las flechas. ● Primera flecha. Solo hay un orbital, el 1s. Por el principio de exclusión solo entran 2 electrones. 1s2. ● Segunda flecha. Solo está el orbital 2s. 2s2. ● Tercera flecha. Están los 3 orbitales 2p, en cada uno de los cuales entran 2 electrones, y el 3s. 2p6, 3s2. ● Cuarta flecha. Están los 3 orbitales 3p y el 4s. 3p6 4s2. ● Quinta flecha. Comienza con los 5 orbitales 3d, seguidos de los 3 orbitales 4p y el orbital 5s. 3d10 4p6 5s2. ● Sexta flecha. Siguen 4d10 5p6 6s2. Van 56 electrones. ● Séptima flecha. Comienza con los 7 orbitales 4f, que albergan 14 electrones, seguidos de los 5 orbitales 5d, que albergan 10 electrones. Luego los 3 orbitales 6p, donde se colocan los 3 electrones que faltan. De acuerdo con el principio de Hund, estarán cada uno en un orbital 6p (desapareados). Así: 4f14 5d10 6p3 (6p16p16p1). La configuración electrónica queda así: 1s2 2s22p6 3s23p6 4s23d104p6 5s24d105p6 6s24f145d106p3(6p16p16p1) 6p E J E M P LO R E S U E LTO 1 Estudia si las siguientes configuraciones electrónicas corresponden a un átomo en estado fundamental, excitado o no es una configuración permitida. a) 1s2 2s22p6 3s23p63d4 4s2 b) 1s2 2s32p6 3s2 c) 1s1 4s1 a) 1s2 2s22p6 3s23p63d4 4s2 Corresponde a un átomo en estado fundamental, ya que todos sus electrones se encuentran en el orbital de menor energía posible. Observa que el modo en que está escrita esta configuración agrupa los orbitales de cada capa pero respeta el orden de llenado; se ha llenado el orbital 4s y están parcialmente ocupados los 3d, cuya energía es mayor que la del 4s. b) 1s2 2s32p6 3s2 Corresponde a un estado no permitido o prohibido. Al indicar 2s3 estamos diciendo que en el orbital 2s hay tres electrones, lo que contradice el principio de exclusión de Pauli. c) 1s1 4s1 Corresponde a un átomo en estado excitado, ya que el electrón que se encuentra en el orbital 4s podría estar en un orbital de menor energía. 5 Las siguientes configuraciones electrónicas pertenecen a átomos que no se encuentran en estado fundamental. Explica por qué y escribe la configuración correspondiente al átomo en el estado de menor energía posible: a) 1s2 2p3 b) 3s2 c) 1s2 2s22p6 3s23d2 d) 1s2 2p2 3d2 6 Estudia si las siguientes configuraciones electrónicas corresponden a un átomo en estado fundamental, prohibido o excitado: a) 1s2 2s22p6 4s1 c) 1s2 2s22p5 b) 1s2 2s22p7 3s2 d) 1s2 2s12p6 3s1 A C T I V I D A D E S 27
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