Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · 2025

Dadas las siguientes configuraciones electrónicas, indique, razonadamente, si pertenecen a átomos en estado fundamental, excitado o imposible. [0,50 puntos por configuración]

	Configuración electrónica 1	$(2\text{s}{)}^2(2\text{p}{)}^2$ 2	$(1\text{s}{)}^2(2\text{s}{)}^2(2\text{p}{)}^3$ 3	$(1\text{s}{)}^2(1\text{p}{)}^1(2\text{s}{)}^2$ 4	$(1\text{s}{)}^2(2\text{s}{)}^2(2\text{p}{)}^6(3\text{s}{)}^2(3\text{p}{)}^6(3\text{d}{)}^1$ 5	$(1\text{s}{)}^2(2\text{s}{)}^2(2\text{p}{)}^6(3\text{s}{)}^2(3\text{p}{)}^6(3\text{d}{)}^1(3\text{f}{)}^1$

$\mathbf{\text{Dadas}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{siguientes}}\mathbf{\text{configuraciones}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nicas,}}\mathbf{\text{indique,}}\mathbf{\text{razonadamente,}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{pertenecen}}\mathbf{\text{a}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{estado}}\mathbf{\text{fundamental,}}\mathbf{\text{excitado}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{imposible.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{configuraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n]}}$

Se aplican tres criterios: que exista el subnivel (para un nivel $n$ solo hay subniveles con $l\le n-1$), que no se rebase su capacidad (principio de Pauli) y que el llenado siga el orden creciente de energía (principio de construcción).

Configuración	Situación	Motivo $(2s{)}^2(2p{)}^2$	Excitado	Deja vacío el $1s$, de menor energía $(1s{)}^2(2s{)}^2(2p{)}^3$	Fundamental	Es el nitrógeno, sin huecos y en orden $(1s{)}^2(1p{)}^1(2s{)}^2$	Imposible	El subnivel $1p$ no existe $\dots (3p{)}^6(3d{)}^1$	Excitado	El $4s$ se llena antes que el $3d$ $\dots (3d{)}^1(3f{)}^1$	Imposible	El subnivel $3f$ no existe

Con algo más de detalle:

La primera describe cuatro electrones repartidos en el segundo nivel con el primero vacío. No viola ninguna prohibición, pero no es el estado de mínima energía: es un estado excitado.

La segunda es la del nitrógeno ($Z=7$), que además cumple la regla de Hund con sus tres electrones $2p$ desapareados: estado fundamental.

La tercera es imposible: para $n=1$ el único valor posible de $l$ es 0, así que solo existe el orbital $1s$; hablar de $1p$ carece de sentido.

La cuarta tiene 19 electrones. En el estado fundamental de ese átomo —el potasio— el decimonoveno electrón ocupa el $4s$, que en ese punto del sistema periódico está por debajo del $3d$ en energía. Al colocarlo en el $3d$, la configuración corresponde a un estado excitado.

La quinta es imposible por la misma razón que la tercera: para $n=3$ los valores de $l$ llegan hasta 2, de modo que existen $3s$, $3p$ y $3d$, pero no $3f$.