Configuración electrónica

• La configuración electrónica describe cómo se distribuyen los electrones en subniveles usando la notación $n\ell^x$ (nivel, subnivel, número de electrones).
• Orden de llenado (Aufbau): $1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < \ldots$ (el $4s$ se llena antes que el $3d$).
• Principio de Pauli: máximo 2 electrones por orbital (con espines opuestos).
• Regla de Hund: en un subnivel, los electrones ocupan orbitales vacíos uno a uno antes de emparejarse.
• Al ionizar metales de transición, se pierden primero los electrones del $4s$, no del $3d$.

Formato: $n\ell^x$ — ej. $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$ (azufre, $Z=16$)

• Subnivel $s$: 1 orbital → máximo 2 electrones
• Subnivel $p$: 3 orbitales → máximo 6 electrones
• Subnivel $d$: 5 orbitales → máximo 10 electrones
• Subnivel $f$: 7 orbitales → máximo 14 electrones

Notación de gas noble: $\text{[Ar]}\,3d^6\,4s^2$ equivale a escribir la configuración completa del Ar y añadir los electrones extra.

$$1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s$$

• Aniones (ganan $e^-$): entran en el siguiente orbital disponible según Aufbau.
  • $\text{O}$ ($1s^2\,2s^2\,2p^4$) $\rightarrow$ $\text{O}^{2-}$ ($1s^2\,2s^2\,2p^6$) — configuración de neón
• Cationes de elementos del bloque $s/p$ (pierden $e^-$): se retiran del orbital más externo.
  • $\text{Al}$ ($[\text{Ne}]\,3s^2\,3p^1$) $\rightarrow$ $\text{Al}^{3+}$ ($[\text{Ne}]$)
• Cationes de metales de transición (pierden $e^-$): se retiran primero del $4s$, luego del $3d$.
  • $\text{Fe}$ ($[\text{Ar}]\,3d^6\,4s^2$) $\rightarrow$ $\text{Fe}^{2+}$ ($[\text{Ar}]\,3d^6$) $\rightarrow$ $\text{Fe}^{3+}$ ($[\text{Ar}]\,3d^5$)

• $\text{Cr}$: $[\text{Ar}]\,3d^5\,4s^1$ (no $3d^4\,4s^2$) — subnivel $d$ semilleno más estable
• $\text{Cu}$: $[\text{Ar}]\,3d^{10}\,4s^1$ (no $3d^9\,4s^2$) — subnivel $d$ lleno más estable

Configuración electrónica del $\text{Fe}^{3+}$ ($Z=26$).

Átomo de Fe: $[\text{Ar}]\,3d^6\,4s^2$

Perder $3\,e^-$: primero se vacía el $4s$ ($-2\,e^-$), luego el $3d$ ($-1\,e^-$):

$$\text{Fe}^{3+}: [\text{Ar}],3d^5$$

Los 5 electrones en $3d$ están desapareados (Hund) → el $\text{Fe}^{3+}$ es paramagnético.

• Error más frecuente: llenar el $3d$ antes que el $4s$; el orden es $4s$ primero (Aufbau), pero al ionizar el $4s$ se pierde primero.
• Para cationes de transición, escribe primero el átomo neutro completo y luego quita los electrones del $4s$ y del $3d$ en ese orden.
• Cr y Cu son las dos excepciones de SL; apréndelas de memoria.
• Paramagnético = al menos 1 electrón desapareado; diamagnético = todos emparejados.
• La suma de los exponentes debe igualar a $Z$ (o $Z \pm \text{carga}$ para iones).