Tabla periódica con configuraciones electrónicas

Cómo leer una configuración electrónica

Cada parte de una configuración nombra un subnivel y el número de electrones que contiene. En 1s² 2s² 2p⁶, el primer número es la capa (nivel de energía), la letra es el tipo de subnivel y el superíndice es el número de electrones. Un subnivel s admite hasta 2 electrones, el p admite 6, el d admite 10 y el f admite 14, y los superíndices siempre suman el número atómico.

Escribir todos los subniveles resulta largo, así que esta tabla usa la notación abreviada con gas noble: el símbolo del gas noble anterior entre corchetes representa todos sus electrones. El azufre, 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴, se convierte en [Ne] 3s² 3p⁴. Las casillas se colorean por bloque y cada una muestra la configuración del elemento.

El orden de llenado

Los electrones llenan primero los subniveles de menor energía, una regla llamada principio de Aufbau. El orden es 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, de modo que el 4s se llena antes que el 3d y el 4f solo después del 6s. No necesitas memorizarlo: leer cada período de izquierda a derecha te lleva por los bloques en el orden de llenado, desde el bloque s hasta el bloque f (las filas de abajo, en los períodos 6 y 7) y el bloque d hasta el bloque p.

Esta tabla escribe los subniveles por orden de número de capa y no por orden de llenado, así que el hierro aparece como [Ar] 3d⁶ 4s². Cuando un metal de transición forma un ion, pierde primero sus electrones s externos, lo que hace que el Fe²⁺ sea [Ar] 3d⁶.

Excepciones a las reglas

Unos veinte elementos no siguen el orden de llenado sencillo. Los más conocidos son el cromo, [Ar] 3d⁵ 4s¹, y el cobre, [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, en los que un electrón pasa del 4s al 3d, dejando el subnivel d exactamente semilleno o completamente lleno. La plata y el oro siguen el patrón del cobre, y el paladio, [Kr] 4d¹⁰, no tiene ningún electrón en su subnivel s más externo. Las configuraciones de los elementos superpesados son predicciones calculadas, no mediciones.

Ejemplo resuelto: el cloro

La posición de un elemento te indica su configuración. Salvo en el paladio, el número del período es la capa más externa que contiene electrones, y el bloque indica qué subnivel se está llenando. El cloro está en el período 3 y es el quinto elemento del bloque p, así que su configuración termina en 3p⁵: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵, o [Ne] 3s² 3p⁵. Los superíndices suman 17, el número atómico del cloro, y su capa externa contiene 2 + 5 = 7 electrones de valencia.