Divulgación Relación tabla periódica y orbitales atómicos

[China]

[FONT=arial]Buenas tardes, se supone que el número máximo de electrones que se alojan en un periodo viene determinado por el doble del periodo o numero cuántico principal al cuadrado (2n2), por tanto en el periodo 4 de la tabla periódica deberíamos encontrar 32 elementos (el doble de 4 al cuadrado) y no 18. Como se explica esto que no entiendo bien ??? y en el 3º periodo de la tabla hay 8 elementos, pero en realidad los elementos de transición del periodo 4, tienen electrones ocupando orbitales 3 d... diremos entonces que en el periodo 3 hay 8 elementos pero 18 electrones???
Como yo intento explicar esto es de la siguiente manera, pero no se si será correcto y espero que ayudéis:[/FONT][FONT=&quot][FONT=arial]n=1 l=0 (1 orbital s)[/FONT][/FONT]
[FONT=&quot][FONT=arial]n=2 l= 0, 1 (1 orbital s y 3 p)[/FONT][/FONT]
[FONT=&quot][FONT=arial]n=3 l=0,1,2 (1 orbital s, 3 p y 5 d)[/FONT][/FONT]
[FONT=&quot][FONT=arial]n=4 l=0,1,2,3 (1 orbital s, 3 p, 5 d y 7 f)[/FONT][/FONT]
[FONT=&quot][FONT=arial]n= 5 l=0,1,2,3,4 ( 1orbitla s, 3 p, 5 d, 7 f y 9 g) [/FONT][/FONT]
[FONT=&quot][FONT=arial]Teniendo esto en cuenta, entiendo que los orbitales 3 d no se llenan hasta elementos del 4º periodo, que ya tienen los 4s lleno, pues ese orbital 3d tiene más energía que el 4s, es decir, entiendo que el periodo de la tabla periódica coincide con el último nivel lleno, no se si me explico, quiero decir que por ejemplo un elemento que está en el periodo 4, tiene electrones en el nivel energético n=4, y se llenan los orbitales d del nivel 3 que con los elementos que están en el periodo 3 de la tabla no se habían llenado. Uff creo que me estoy explicando fatal..... continuo, por tanto en el periodo 6 hay elementos que tienen electrones en el nivel energético 6 pero además a partir de uno determinado se comienzan a llenar orbitales f del nivel electrónico 4 y según entiendo al descubrir más elementos que comiencen a ubicar electrones en el nivel energético 8, deberá haber alguno que comience a llenar orbitales (n-3)g, es decir (8-3)g, 5g, que como hemos visto es según números cuánticos en el nivel n=5 donde pueden existir los orbitales g.[/FONT][/FONT]
[FONT=&quot][FONT=arial]Por esto cuando se dice cuantos electrones se pueden ubicar en n=3 que serian 18 y vemos en la tabla periódica que en el periodo 3 solo hay 8, se debe a que los elementos del periodo 4 muestras 10 electrones que realmente son del periodo 3 es decir de los orbitales 3d.... vamos no se si con este rollo infernal me podriais decir si voy por buen camino o no.... gracias[/FONT][/FONT]
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[arivasm]

Re: Relación tabla periódica y orbitales atómicos

Digamos que en buena aproximación el orden de las energías de los orbitales atómicos es la que proporciona el famoso diagrama de Klechkowski: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d...
Las configuraciones de gas noble son justo las anteriores a que comience a haber electrones s, de manera que [He]=1s², [Ne]=[He]2s²2p⁶, [Ar]=[Ne]3s²3p⁶, etc. Como vemos hasta el He van 2 elementos, a continuación hasta el Ne van 8, hasta el Ar otros 8 y así sucesivamente (dejo para ti comprobar el resto, por ejemplo justo después van 18: los dos elementos con electrones 4s, los 10 con electrones 3d y los 6 con electrones 4p).

Digamos que los números cuánticos juegan un papel esencial, por supuesto. Pero el otro elemento a tomar en consideración son las energías de los orbitales.

[China]

Re: Relación tabla periódica y orbitales atómicos

Muchas gracias, ya veo que la formula $2*n2$ se refiere al numero de electrones de cada nivel energético n según los distintos orbitales que hay por nivel en función de los números cuánticos n, l y m y que no se refiere exactamente al numero de elementos por periodo, si no que elementos, por ejemplo del nivel 4 alojan algunos de sus electrones en el nivel 3, en los orb d por ejemplo. Una vez que tengo claro esto me surgen otras dudas, por ejemplo el Mn de configuración electrónica (Ar)4s23d5, se supone que el orbital 3d es más energético que el orbital 4s, por eso se llena más tarde, pero entonces no serian 5 los electrones de valencia (electrones de la última capa) del Mn??? y sin embargo son 2.
Por otro lado y al hilo de esto, al explicar la variación del radio atómico, que se supone que disminuye en el periodo por que aumente la carga nuclear, se indica que en los elementos de transición, como los electrones se colocan en una capa más interna, apantallan... por ejemplo en el Mn se llena 4s2 y al llegar al 3d5 se ha producido un apantallamiento, pero por que dice capa más interna si se supone que 3d es más energético que 2s, sera entonces más externo no??. Gracias

[arivasm]

Re: Relación tabla periódica y orbitales atómicos

por ejemplo el Mn de configuración electrónica (Ar)4s23d5, se supone que el orbital 3d es más energético que el orbital 4s, por eso se llena más tarde, pero entonces no serian 5 los electrones de valencia (electrones de la última capa) del Mn??? y sin embargo son 2.

Suelen denominarse orbitales de valencia a los que poseen mayor energía que la última configuración de gas noble del elemento. En el caso del Mn son los 4s *y* los 3d. Por tanto, el Mn tiene 7 electrones de valencia. En otras palabras: para justificar los compuestos que forma el Mn hay que tomar en consideración esos *7* electrones, y no sólo los 2 del nivel 4s (si fuese así prácticamente todos los elementos de transición del 4º período serían prácticamente semejantes, cosa que no sucede -piensa, por ejemplo, en Mn y Fe-).

Cierto es que en los elementos de la zona p del sistema periódico prácticamente podemos olvidarnos de sus electrones d o f a la hora de explicar sus valencias, y entonces manejar *como si* sus electrones de valencia sólo fuesen los s y los p.

pero por que dice capa más interna si se supone que 3d es más energético que 2s, sera entonces más externo no??.

El orbital 3s ciertamente es más energético que el 2s, y también más externo.

No sé si habré entendido tu pregunta: aquí la clave está en los orbitales 4s y 3d: el 4s es más "grande" y entonces el que determina el tamaño del átomo. Como al recorrer el 4º período los electrones, en términos generales (es decir, si no prestamos atención a los efectos que llevan a que la configuración pueda ser 4s¹3d⁵, como sucede con el Cr), se alojan en orbitales 3d más internos que los 4s la modificación del radio atómico es pequeña, debido a que el aumento en una unidad de la carga nuclear se ve atenuado por la incorporación del nuevo electrón en un nivel "apantallante".

[China]

Re: Relación tabla periódica y orbitales atómicos

Si has entendido, pero me dices que los orbitales 3d son más internos que 4s, eso es justo lo que no me cuadra, como es más interno 3d si resulta que es más energético y se llena más tardes, será entonces más externo no??

[arivasm]

Re: Relación tabla periódica y orbitales atómicos

Más interno quiere decir que la distancia media al núcleo es menor, lo que no implica que la energía sea menor. El orden de llenado de los orbitales es gobernado por la energía, no por la distancia media al núcleo.