Configuración electrónica: cómo se escribe y qué dice de la tabla periódica
Cómo se reparten los electrones de un átomo en niveles y subniveles, en el orden del diagrama de Moeller. Explica el lugar de cada elemento en la tabla.
Niveles, subniveles y el diagrama de Moeller
Los electrones se organizan en niveles de energía (n = 1, 2, 3…) y, dentro de cada uno, en subniveles s, p, d y f, que admiten como máximo 2, 6, 10 y 14 electrones. No se llenan en el orden de los números: el 4s tiene menos energía que el 3d y se ocupa antes. El diagrama de Moeller ordena esas diagonales para no tener que memorizarlas: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s…
Cómo escribirla paso a paso
- Busca el número atómico, Z: un átomo neutro tiene Z electrones.
- Llena los subniveles en el orden del diagrama hasta repartirlos todos y escribe el número de electrones como exponente: 3p⁴.
- Comprueba que los exponentes suman Z.
- Para la forma abreviada, cambia la parte que coincide con el gas noble anterior por su símbolo entre corchetes: el azufre, 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴, queda [Ne] 3s² 3p⁴.
Lo que cuenta de la tabla periódica
La capa más alta ocupada es el periodo, y el último subnivel que se llena, el bloque (s, p, d o f). En el bloque s, el grupo es el número de electrones de la última capa; en el p, ese número más 10: el azufre tiene 6 (3s² 3p⁴) y está en el grupo 16. Los elementos de un mismo grupo tienen la misma configuración en su última capa (ns² np⁴ en el grupo 16), y por eso se parecen tanto químicamente.
Hay excepciones medidas que no siguen el diagrama, como el cromo, [Ar] 4s¹ 3d⁵, y el cobre, [Ar] 4s¹ 3d¹⁰: un subnivel d semilleno o lleno es especialmente estable. En los iones se suman o se restan electrones: el Na⁺ pierde su 3s¹ y queda con la configuración del neón.
Ejemplos resueltos paso a paso
Ejemplo 1: Escribe la configuración electrónica del azufre (S, Z = 16) y deduce de ella su periodo, su grupo y su bloque.
Z = 16: el átomo neutro tiene 16 electrones.
Orden del diagrama de Moeller, llenando cada subnivel (s, 2; p, 6; d, 10):
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴ (2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16).
Configuración: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.
Abreviada, con el gas noble anterior: [Ne] 3s² 3p⁴.
Última capa: n = 3, con 6 electrones (3s² 3p⁴).
Periodo 3 (la capa más alta), bloque p (el último subnivel que se llena) y grupo 16: en el bloque p, grupo = 12 + electrones del 3p (12 + 4).
Solución [Ne] 3s² 3p⁴; periodo 3, grupo 16, bloque p
Ejemplo 2: ¿Qué elemento tiene la configuración electrónica [Ar] 4s² 3d⁶? Di su periodo, su grupo y su bloque.
[Ar] son los 18 electrones del argón; se suman los demás:
18 + 2 + 6 = 26.
Si el átomo es neutro, Z = 26: es el hierro (Fe).
Periodo 4: el nivel más alto que ocupa es n = 4.
Bloque d: el último subnivel que se llena es un d.
Grupo 8: en el bloque d, grupo = electrones del 4s + electrones del 3d (2 + 6).
Solución Hierro (Fe): periodo 4, grupo 8, bloque d
Ejemplo 3: Escribe la configuración electrónica del ion Na⁺ (sodio, Z = 11). ¿Con qué gas noble coincide?
Átomo neutro: Z = 11, con 11 electrones ([Ne] 3s¹).
El ion Na⁺ ha perdido un electrón (el de su última capa):
11 − 1 = 10 electrones.
Configuración del ion: 1s² 2s² 2p⁶.
Es la configuración del neón (Ne): 8 electrones en la última capa (octeto).
Solución 1s² 2s² 2p⁶, la del neón
Errores frecuentes
- Llenar el 3d antes que el 4s: el potasio es [Ar] 4s¹, no [Ar] 3d¹.
- Pasarse de electrones en un subnivel: un p admite 6 como máximo, así que 2p⁷ es imposible.
- En los iones, cambiar los protones en vez de los electrones: el Cl⁻ tiene 18 electrones, pero su número atómico sigue siendo 17.
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Para repasarlo en verano o antes de un examen, está en el cuadernillo de repaso de Física y Química de 3.º de ESO y en el cuadernillo de repaso de Física y Química de 4.º de ESO, con las soluciones paso a paso.
Qué trabaja según el currículo
Elementos del currículo que se trabajan en este tema, con el texto literal de la norma.
Física y Química · Educación Secundaria Obligatoria, 1.º a 3.º
Ver competencias, criterios y saberes · Física y Química, Educación Secundaria Obligatoria, 1.º a 3.º
Saberes básicos · Física y Química, Educación Secundaria Obligatoria, 1.º a 3.º
B. La materia
- Estructura atómica: desarrollo histórico de los modelos atómicos, existencia, formación y propiedades de los isótopos y ordenación de los elementos en la tabla periódica.
Fuente: RD 217/2022, enseñanzas mínimas estatales.
Física y Química · Educación Secundaria Obligatoria, 4.º
Ver competencias, criterios y saberes · Física y Química, Educación Secundaria Obligatoria, 4.º
Saberes básicos · Física y Química, Educación Secundaria Obligatoria, 4.º
B. La materia
- Estructura electrónica de los átomos: configuración electrónica de un átomo y su relación con la posición del mismo en la tabla periódica y con sus propiedades fisicoquímicas.
Fuente: RD 217/2022, enseñanzas mínimas estatales.
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