Página 30 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

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Resolución Página 30 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

8. Explico ¿Por qué el nivel tres tiene un máximo de 18 electrones y el nivel cinco un máximo de 32 electrones?
Datos para la resolución

Usa el diagrama: M tiene s, p, d; O tiene s, p, d, f. Memoriza: s=2, p=6, d=10, f=14. Suma las capacidades de los subniveles presentes. Fórmulas útiles: número de orbitales por subnivel $$2l+1$$ y electrones por subnivel $$2(2l+1)$$. Para una visión general, el máximo teórico por nivel es $$2n^2$$, pero la ocupación real sigue el orden de energía (Aufbau).

Explicación

Análisis: La capacidad de cada nivel depende de los subniveles que contiene y de cuántos electrones caben en cada uno. Según el esquema, el nivel 3 tiene s, p y d; el nivel 5 tiene s, p, d y f.

Pasos:

  1. Capacidad por subnivel: s = 2e, p = 6e, d = 10e, f = 14e. Esto se justifica porque cada subnivel tiene (2l+1) orbitales y cada orbital admite 2e: $$(\text{e}^-\,\text{máx. subnivel})=2(2l+1)$$.
  2. Nivel 3 (M): subniveles s, p, d. Suma: $$2+6+10=18\ e^-$$.
  3. Nivel 5 (O): subniveles s, p, d, f. Suma: $$2+6+10+14=32\ e^-$$.

Conclusión: El nivel 3 llega a 18e porque contiene s, p y d. El nivel 5 llega a 32e porque contiene s, p, d y f. Aunque teóricamente el nivel 5 podría tener un subnivel g (hasta 50e por $$2n^2$$), ese subnivel no se ocupa en los estados fundamentales mostrados en el esquema.

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8. Explico ¿Por qué el nivel tres tiene un máximo de 18 electrones y el nivel cinco un máximo de 32 electrones?

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Niveles y subniveles de energía

K2eSubniveles: sCapacidades: 2e
L8eSubniveles: s, pCapacidades: 2e, 6e
M18eSubniveles: s, p, dCapacidades: 2e, 6e, 10e
N32eSubniveles: s, p, d, fCapacidades: 2e, 6e, 10e, 14e
O32eSubniveles: s, p, d, fCapacidades: 2e, 6e, 10e, 14e
P18eSubniveles: s, p, dCapacidades: 2e, 6e, 10e
Q8eSubniveles: s, pCapacidades: 2e, 6e

[Diagrama: niveles y subniveles de energía K a Q]