1. ¿Qué describe el principio de construcción (orden aufbau) en la teoría atómica? Explique brevemente su significado en relación con la distribución de electrones.
2. ¿Cómo se relacionan los niveles de energía y los subniveles atómicos en el orden aufbau? Mencione la secuencia general de llenado de los subniveles s, p y d dentro de un mismo nivel.
3. ¿Qué establece la regla de Hund con respecto al llenado de orbitales degenerados (de igual energía)? Proporcione un ejemplo breve.
4. Enuncia el principio de exclusión de Pauli y explica su implicación en la capacidad máxima de electrones que puede albergar un orbital atómico.
5. ¿Cómo se relaciona la estructura electrónica de un elemento con su posición en la tabla periódica según el texto?
6. ¿Qué es la regla diagonal y cuál es su propósito en la determinación de la configuración electrónica?
7. Mencione dos excepciones a la regla diagonal en el llenado de orbitales y proporcione los nombres de los elementos donde ocurren estas excepciones.
8. Explique por qué el llenado de los orbitales del cromo (Cr) y el cobre (Cu) presenta una excepción a la regla diagonal, mencionando el concepto de estabilidad electrónica.
9. ¿Qué información proporciona un diagrama orbital de un átomo? Describa brevemente los elementos que se utilizan para representarlo.
10. ¿Cómo se define una configuración electrónica y qué notación se utiliza generalmente para representarla según el texto?

Clave de Respuestas del Quiz

1. El principio de construcción (orden aufbau) describe cómo los electrones se distribuyen en los orbitales atómicos alrededor del núcleo de un átomo. Sigue una secuencia específica basada en los niveles de energía, llenando primero los orbitales de menor energía.
2. Dentro de un nivel de energía, los subniveles se llenan en orden creciente de energía: s < p < d < f. Generalmente, dentro de un mismo nivel, el subnivel s tiene menor energía que el p, y el p menor que el d.
3. La regla de Hund establece que para orbitales de igual energía, los electrones ocuparán cada orbital individualmente con espines paralelos antes de comenzar a aparearse en el mismo orbital. Por ejemplo, en el subnivel 2p, cada uno de los tres orbitales tendrá un electrón antes de que alguno contenga dos.
4. El principio de exclusión de Pauli establece que no puede haber dos electrones en un mismo átomo que tengan el mismo conjunto de cuatro números cuánticos. Esto implica que un orbital atómico puede contener un máximo de dos electrones, los cuales deben tener espines opuestos.
5. La estructura electrónica de los elementos varía de forma regular al aumentar el número atómico, lo que resulta en una relación directa entre la configuración electrónica y las propiedades del átomo, lo que se refleja en la organización de la tabla periódica.
6. La regla diagonal es una ayuda nemotécnica que lista los posibles conjuntos de orbitales en cada nivel de energía (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, etc.) y traza líneas diagonales para recordar el orden de llenado de los orbitales según el principio de aufbau.
7. Dos excepciones a la regla diagonal mencionadas son el cromo (Cr) y el cobre (Cu).
8. En el cromo (Cr), una configuración 4s¹3d⁵ es más estable que la predicha 4s²3d⁴ debido a la mayor estabilidad de tener los orbitales d semillenos. En el cobre (Cu), una configuración 4s¹3d¹⁰ es más estable que 4s²3d⁹ por la estabilidad adicional de tener los orbitales d completamente llenos y el orbital s semilleno.
9. Un diagrama orbital representa la distribución de los electrones en los orbitales atómicos de un átomo. Se utilizan cajas o círculos para representar los orbitales y flechas con dirección hacia arriba o hacia abajo para representar los electrones con sus respectivos espines.
10. Una configuración electrónica es una notación que describe la distribución de los electrones de un átomo en sus diferentes niveles y subniveles de energía. Se representa indicando el número del nivel de energía, seguido de la letra del subnivel (s, p, d, f) y un superíndice que indica el número de electrones en ese subnivel (ej., 1s², 2p⁴).

Preguntas para Ensayo

1. Describe en detalle el principio de construcción (orden aufbau) y explica cómo se utiliza para determinar la configuración electrónica de los elementos. Analiza la importancia de este principio para comprender la estructura atómica y la tabla periódica.
2. Explica las reglas de Hund y el principio de exclusión de Pauli, ilustrando con ejemplos cómo influyen en la distribución de electrones en los orbitales atómicos. ¿Cómo se combinan estos principios con el orden aufbau para predecir la configuración electrónica?
3. Discute la regla diagonal como una herramienta para recordar el orden de llenado de los orbitales. Describe cómo se construye y explica por qué surgen excepciones a esta regla, utilizando los casos del cromo y el cobre como ejemplos.
4. Analiza la relación entre la estructura electrónica de un átomo y su posición en la tabla periódica. ¿Cómo se refleja el llenado de los diferentes subniveles (s, p, d, f) en la organización de los grupos y períodos de la tabla periódica?
5. Describe cómo se representan las configuraciones electrónicas y los diagramas orbitales de los átomos. Explica qué información se puede obtener de cada una de estas representaciones y cómo se utilizan para visualizar la distribución de los electrones en un átomo.

Glosario de Términos Clave

Orbital Atómico

Región del espacio alrededor del núcleo de un átomo donde existe una alta probabilidad de encontrar un electrón.

Nivel de Energía

Regiones discretas alrededor del núcleo donde los electrones pueden orbitar. Se designan con números cuánticos principales (n = 1, 2, 3, ...).

Subnivel de Energía

Divisiones dentro de un nivel de energía, designadas por las letras s, p, d y f, que corresponden a orbitales con formas características.

Configuración Electrónica

La disposición específica de los electrones en los diferentes niveles y subniveles de energía de un átomo.

Principio de Construcción (Aufbau)

Regla que establece que los electrones llenan los orbitales atómicos en orden creciente de energía.

Regla de Hund

Principio que establece que para orbitales degenerados, los electrones se distribuyen individualmente con espines paralelos antes de aparearse.

Principio de Exclusión de Pauli

Principio que establece que no puede haber dos electrones en un mismo átomo con el mismo conjunto de cuatro números cuánticos; implica que un orbital puede contener un máximo de dos electrones con espines opuestos.

Regla Diagonal

Diagrama nemotécnico utilizado para recordar el orden de llenado de los orbitales atómicos según el principio de aufbau.

Electrón Desapareado

Un electrón que ocupa un orbital individualmente y no está emparejado con otro electrón de espín opuesto.

Diagrama Orbital

Representación visual de la distribución de los electrones en los orbitales atómicos, utilizando cajas o círculos para los orbitales y flechas para los electrones.