Herramienta 03

Calculadora de configuración electrónica

Elige cualquier elemento, del hidrógeno al oganesón, y verás su configuración electrónica fundamental en notación completa y de gas noble, con un diagrama de orbitales. Cuando el átomo real se aparta del orden de Aufbau, como el cromo y el cobre, la página lo indica. Más abajo, un entrenador te permite practicar.

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Diagrama de orbitales

Entrenador de configuración electrónica

Completa los subniveles en el orden correcto. La diagonal de Aufbau aparece a tu lado hasta que ya no la necesites.

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— haz clic en los subniveles de abajo —

Ejemplos resueltos

Oxígeno (O, Z = 8)

Llena los subniveles en el orden de Aufbau hasta que el total acumulado llegue a Z = 8:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁴ → 8

Configuración completa:

1s² 2s² 2p⁴

Notación de gas noble:

[He] 2s² 2p⁴

Electrones desapareados: 2

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Hierro (Fe, Z = 26)

Llena los subniveles en el orden de Aufbau hasta que el total acumulado llegue a Z = 26:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁶ → 10
  4. 3s² → 12
  5. 3p⁶ → 18
  6. 4s² → 20
  7. 3d⁶ → 26

Configuración completa:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

Notación de gas noble:

[Ar] 3d⁶ 4s²

Electrones desapareados: 4

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Cobre (Cu, Z = 29)

Llena los subniveles en el orden de Aufbau hasta que el total acumulado llegue a Z = 29:

  1. 1s² → 2
  2. 2s² → 4
  3. 2p⁶ → 10
  4. 3s² → 12
  5. 3p⁶ → 18
  6. 4s² → 20
  7. 3d⁹ → 29

El cobre rompe el patrón: el orden de Aufbau predice [Ar] 3d⁹ 4s², pero un electrón 4s pasa al 3d porque un subnivel 3d completo tiene menor energía. El estado fundamental es [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.

Configuración completa:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰

Notación de gas noble:

[Ar] 3d¹⁰ 4s¹

Electrones desapareados: 1

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Cómo funciona

¿Por qué 4s se llena antes que 3d?

Porque el orden lo decide la energía, no el número de capa. La regla de Madelung indica que los subniveles se llenan según el aumento de n + l: 4s tiene n+l = 4, mientras que 3d tiene n+l = 5, por lo que gana 4s. Una vez que los electrones están realmente en el átomo, la situación se invierte: en un metal de transición neutro, 3d está por debajo de 4s, por eso los iones como Fe²⁺ pierden primero sus electrones 4s, no los 3d. El Cromo y el Cobre rompen directamente el patrón, al adoptar una capa d semillena o llena en lugar de una capa s llena.

De dónde salen las configuraciones

La configuración de cada elemento es el estado fundamental que recogen los datos de referencia del sitio, no una estimación calculada, así que las excepciones conocidas aparecen tal como son. La predicción de Aufbau se calcula aparte con la regla n + l y se muestra al lado cuando ambas difieren. El diagrama de orbitales llena cada subnivel según la regla de Hund: cada orbital recibe un electrón antes de que alguno reciba el segundo.

Límites

  • Describe átomos neutros en su estado fundamental, no iones ni estados excitados.
  • A partir del rutherfordio (elemento 104), las configuraciones son predicciones teóricas, porque se han producido demasiado pocos átomos para medirlas.
  • El entrenador pregunta por elementos hasta el estroncio (elemento 38), donde el orden de llenado es el que se suele enseñar.