2.6. Estructura atómica: capas electrónicas

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La estructura atómica es uno de los temas más importantes que se deben comprender al estudiar Química para ENEM. En el centro de todo el estudio de la Química está el átomo, la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene las propiedades de ese elemento. Por lo tanto, comprender la estructura atómica es fundamental para dominar conceptos químicos avanzados.

El átomo consta de tres partículas fundamentales: protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones forman el núcleo del átomo, mientras que los electrones orbitan alrededor del núcleo en diferentes capas de electrones, también conocidas como niveles de energía.

Cada capa de electrones de un átomo tiene una cantidad específica de energía asociada. La primera capa de electrones, que está más cerca del núcleo, tiene la menor cantidad de energía, mientras que las capas posteriores tienen cantidades cada vez mayores de energía. Cada capa puede contener un número específico de electrones. La primera capa puede contener hasta 2 electrones, la segunda capa puede contener hasta 8 electrones y la tercera capa puede contener hasta 8 electrones.

Los electrones en un átomo tienden a ocupar primero las capas de menor energía, antes de ocupar las capas de mayor energía. Esto se conoce como principio de Aufbau. Por lo tanto, si un átomo tiene más de 2 electrones, los electrones adicionales ocupan la segunda capa antes de ocupar la tercera capa, y así sucesivamente.

Además, dentro de una capa de electrones, los electrones ocupan diferentes subniveles de energía, que se designan con s, p, d y f. Cada subcapa tiene un número específico de orbitales y cada orbital puede contener hasta 2 electrones. La subcapa s tiene 1 orbital, la subcapa p tiene 3 orbitales, la subcapa d tiene 5 orbitales y la subcapa f tiene 7 orbitales.

Los electrones en un átomo también siguen el principio de Pauli, que establece que cada orbital puede contener un máximo de 2 electrones y que estos electrones deben tener espines opuestos. Esto significa que los electrones en un orbital específico deben girar en direcciones opuestas.

La distribución de electrones en las capas electrónicas de un átomo determina las propiedades químicas de ese átomo. Por ejemplo, los átomos que tienen la misma configuración electrónica en sus capas electrónicas externas (también conocidas como capas de valencia) tienden a tener propiedades químicas similares. Esto se conoce como regla del octeto, que establece que los átomos tienden a ganar, perder o compartir electrones para tener 8 electrones en su capa de valencia.

En resumen, la estructura atómica y las capas de electrones son conceptos fundamentales en Química que son esenciales para comprender las propiedades y el comportamiento de los átomos. Estos conceptos forman la base para temas más avanzados en Química, como enlaces químicos, reacciones químicas y la tabla periódica de elementos.

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