La configuración electrónica

El Sol está hecho sobre todo de hidrógeno ($Z = 1$) y los globos que flotan en las ferias se llenan con helio ($Z = 2$). Escribe la configuración electrónica de cada elemento e indica en qué subnivel se encuentran sus electrones.

En el modelo de Bohr, los electrones seguían órbitas exactas alrededor del núcleo, como los planetas alrededor del Sol. Hoy el modelo cuántico habla de orbitales. La figura compara los dos modelos.

Explica con tus palabras qué es un orbital y en qué se diferencia de una órbita del modelo de Bohr.

Cada orbital puede alojar como máximo $2$ electrones. Un subnivel $s$ tiene un único orbital y un subnivel $p$ tiene $3$ orbitales, como se muestra en la figura.

Calcula cuántos electrones caben como máximo en un subnivel $s$ y cuántos en un subnivel $p$.

El cloro ($Z = 17$) se utiliza para desinfectar el agua de las piscinas.

1. a) Escribe su configuración electrónica.
2. b) Indica cuántos electrones de valencia tiene y cuántos le faltan para completar su último nivel.

Entre los dos cristales de muchas ventanas de doble acristalamiento se encierra argón ($Z = 18$), un gas que no reacciona prácticamente con nada.

1. a) Escribe su configuración electrónica.
2. b) Explica, observando su último nivel, por qué el argón es tan poco reactivo.

El potasio ($Z = 19$) de los plátanos tiene un electrón más que el argón. Según el diagrama de Moeller, cuando el subnivel $3p$ está lleno se empieza a ocupar el $4s$, que tiene menos energía que el $3d$, como se muestra en la figura.

1. a) Escribe la configuración electrónica del potasio.
2. b) Indica en qué subnivel se encuentra su electrón de valencia.

En la electrónica de móviles y ordenadores se utiliza una cerámica muy resistente al calor, el nitruro de aluminio, formado por iones $\text{Al}^{3+}$ y iones $\text{N}^{3-}$ ($Z$: Al = 13, N = 7), como se muestra en la figura.

1. a) Escribe la configuración electrónica de cada uno de los dos iones.
2. b) Comprueba que ambos tienen el mismo número de electrones (se dice que son isoelectrónicos).
3. c) Explica por qué, teniendo los mismos electrones, uno tiene carga $3+$ y el otro carga $3-$ (piensa en los protones de cada núcleo).

El calcio ($Z = 20$) es el mineral de los huesos y de los arrecifes de coral.

1. a) Escribe su configuración electrónica.
2. b) ¿Cuántos electrones de valencia tiene?

La configuración electrónica de un elemento termina en $3p^5$.

1. a) Escribe su configuración completa y deduce su número atómico.
2. b) ¿Cuántos electrones le faltan para completar el nivel $3$?
3. c) Predice el ion más probable que formará ese elemento y escribe la configuración de dicho ion.

Algunos antiácidos de farmacia contienen óxido de magnesio, $\text{MgO}$, formado por iones $\text{Mg}^{2+}$ e iones $\text{O}^{2-}$ ($Z$: Mg = 12, O = 8).

1. a) Escribe la configuración electrónica de cada ion.
2. b) Comprueba que los dos iones tienen el mismo número de electrones.
3. c) A partir de las configuraciones de los átomos neutros, explica por qué al magnesio le «conviene» perder $2$ electrones y al oxígeno ganar $2$.