¿Qué es la configuración electrónica?

La configuración de electrones generalmente se refiere a la disposición de los electrones alrededor del núcleo de un átomo en su estado fundamental, el estado en el que todos los electrones del átomo existen en el nivel de energía más bajo posible. Los diferentes niveles de energía ocupados por los electrones a menudo se denominan capas que rodean el núcleo del átomo. Cada capa está designada por un número entero, que comienza con 1. Cuanto más alto sea el número de la capa, mayor será su distancia del núcleo del átomo. Los electrones en cada capa existen en regiones llamadas orbitales o subcapas que se designan s, p, d y f.

Cada capa de electrones puede estar ocupada por no más de 2n ² electrones, en los que "n" representa el número de capa. La primera capa, que está más cerca del núcleo, contendrá así solo dos electrones, el segundo ocho, el tercero 18, y así sucesivamente. Dentro de un caparazón, cada orbital puede estar ocupado por no más de dos electrones.

Cada capa contiene el mismo tipo de orbitales encontrados en la capa anterior y también un nuevo tipo de orbitales. La primera capa contiene solo un orbital s, pero la segunda capa contiene un orbital s y tres orbitales p; cada uno de estos orbitales p puede contener dos electrones, por lo que los orbitales p combinados dentro de una capa pueden contener hasta seis electrones. El tercer caparazón tiene un orbital s, tres orbitales p y cinco orbitales d. Los siete orbitales f aparecen por primera vez en el cuarto caparazón, que también contiene un orbital s, tres orbitales p y cinco orbitales d. Existen orbitales más allá de los orbitales f, pero rara vez se discuten.

Una tabla de configuración electrónica muestra el orden en que se llenan los orbitales dentro de los depósitos. Por ejemplo, la configuración electrónica para el elemento sodio es 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ¹ , lo que significa que los 11 electrones de sodio se encuentran en la primera, segunda y tercera capa de electrones. Los orbitales s de la primera y segunda capa contienen dos electrones, y el orbital p de la segunda tiene seis electrones. El orbital s de la tercera capa contiene solo un electrón; sus tres orbitales p y cinco d orbitales están desocupados.

Al escribir la notación de configuración electrónica, el superíndice en la letra que indica un tipo de orbital nunca puede ser mayor que la cantidad máxima de electrones que pueden ocupar ese tipo de orbital. Los superíndices para s, p, d y f nunca serán superiores a 2, 6, 10 y 14, respectivamente.

Los depósitos y orbitales de energía más baja se llenan antes que aquellos con un nivel de energía más alto. Sin embargo, esto no significa que una capa se llene por completo antes de que los electrones comiencen a ocupar la siguiente capa. Un cuadro de configuración muestra que el orbital 4s estará ocupado antes que los orbitales 3d. Esto sucede porque a medida que aumenta el número de electrones, los electrones interactúan entre sí y crean condiciones en las que el orbital más alto es el estado de energía más bajo que ocupará el siguiente electrón.

Comprender la configuración electrónica es particularmente importante para el estudio de la química. Esto se debe a que las reacciones químicas generalmente ocurren en la valencia o en los electrones de la capa externa. La configuración electrónica de la capa de valencia proporciona información importante sobre cómo reacciona cada elemento con los demás.