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

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

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 $3f$.