Estaño (Sn): Configuración Electrónica y Diagrama de Orbitales

El estaño es el 50º elemento de la tabla periódica y su símbolo es "Sn". El estaño es un elemento metálico de post-transición. El número total de electrones del estaño es de cincuenta. Estos electrones están dispuestos según reglas específicas de diferentes órbitas. La disposición de los electrones en diferentes órbitas y orbitales de un átomo en un orden determinado se denomina configuración electrónica. La configuración electrónica de un átomo de estaño(Sn) puede hacerse de dos maneras.

  • Configuración electrónica a través del orbital (principio de Bohr)
  • Configuración electrónica a través del orbital (principio de Aufbau)

La configuración electrónica a través del orbital sigue diferentes principios. Por ejemplo, el principio de Aufbau, el principio de Hund y el principio de exclusión de Pauli. Este artículo da una idea sobre la configuración electrónica y el diagrama de orbitales del estaño, el período y los grupos, la valencia y los electrones de valencia del estaño, la formación de enlaces y compuestos, la aplicación de diferentes principios. Esperamos que después de leer este artículo conozca en detalle este tema.

Índice
  1. Configuración electrónica del átomo de estaño a través del orbital
  2. Configuración electrónica del estaño a través de orbitales
  3. ¿Cómo escribir el diagrama de orbitales del estaño?
  4. Configuración electrónica del estaño en estado de excitación
  5. Configuración electrónica del ion estaño (Sn4+)
  6. Preguntas Frecuentes

Configuración electrónica del átomo de estaño a través del orbital

El científico Niels Bohr fue el primero en dar una idea de la órbita del átomo. Proporcionó un modelo del átomo en 1913. Allí se da la idea completa de la órbita. Los electrones del átomo giran alrededor del núcleo en una determinada trayectoria circular. Estas trayectorias circulares se denominan órbita(cáscara). Estas órbitas se expresan por n. [n = 1,2,3,4 . . . el número de serie de la órbita].

K es el nombre de la primera órbita, L es la segunda, M es la tercera, N es el nombre de la cuarta órbita. La capacidad de retención de electrones de cada órbita es 2n2.

Configuración electrónica del átomo de estaño

Por ejemplo:

n = 1 para la órbita K.
La capacidad de retención de electrones de la órbita K es 2n2 = 2 × 12 = 2 electrones.
Para la órbita L, n = 2.
La capacidad de retención de electrones de la órbita L es 2n2 = 2 × 22 = 8 electrones.
Para la órbita M, n=3.
La capacidad máxima de retención de electrones en la órbita M es de 2n2 = 2 × 3= 18 electrones.
n=4 para la órbita N.
La capacidad máxima de retención de electrones en la órbita N es de 2n2 = 2 × 42 = 32 electrones.

Plomo (Pb) configuración electrónica y diagrama de orbitales

Por lo tanto, la capacidad máxima de retención de electrones en la primera corteza es de dos, la segunda es de ocho y la tercera puede tener un máximo de dieciocho electrones. El número atómico es el número de electrones de ese elemento. El número atómico del estaño es 50. Es decir, el número de electrones del estaño es de cincuenta.

Por lo tanto, un átomo de estaño tendrá dos electrones en la primera corteza, ocho en la segunda y dieciocho en la tercera. Según la fórmula de Bohr, la cuarta envoltura tendrá veintidós electrones, pero la cuarta envoltura del estaño tendrá dieciocho electrones y los cuatro electrones restantes estarán en la quinta envoltura. Por lo tanto, el orden del número de electrones en cada cáscara del átomo de estaño(Sn) es 2, 8, 18, 18, 4.

Los electrones pueden disponerse correctamente a través de las órbitas de los elementos 1 a 18. La configuración electrónica de un elemento con un número atómico superior a 18 no puede determinarse correctamente según el modelo atómico de Bohr. La configuración electrónica de todos los elementos puede realizarse mediante el diagrama de orbitales.

Configuración electrónica del estaño a través de orbitales

Los niveles de energía atómica se subdividen en subniveles energéticos. Estos niveles subenergéticos se denominan orbitales. Los subniveles energéticos se expresan mediante 'l'. El valor de 'l' va de 0 a (n - 1). Los niveles subenergéticos se conocen como s, p, d, f. La determinación del valor de 'l' para los diferentes niveles de energía es:

Si n = 1
(n - 1) = (1-1) = 0
Por lo tanto, el número orbital de 'l' es 1; Y el orbital es 1s.
Si n = 2
(n - 1) = (2-1) = 1.
Por lo tanto, el número orbital de 'l' es 2; Y el orbital es 2s, 2p.
Si n = 3
(n - 1) = (3-1) = 2.
Por lo tanto, el número orbital de 'l' es 3; Y el orbital es 3s, 3p, 3d.
Si n = 4
(n - 1) = (4-1) = 3
Por lo tanto, el número orbital de 'l' es 4; Y el orbital es 4s, 4p, 4d, 4f.
Si n = 5
(n - 1) = (n - 5) = 4.

Por lo tanto, l = 0,1,2,3,4. El número de orbitales será 5 pero 4s, 4p, 4d, 4f en estos cuatro orbitales es posible disponer los electrones de todos los elementos de la tabla periódica. La capacidad de retención de electrones de estos orbitales es s = 2, p = 6, d = 10 y f = 14. El físico alemán Aufbau propuso por primera vez la idea de la configuración electrónica a través de los suborbitales.

Flerovio (Fl): Configuración Electrónica y Diagrama de Orbitales
Configuración de los electrones mediante el principio Aufbau
Configuración de los electrones a través del principio de Aufbau

El método de Aufbau consiste en realizar la configuración electrónica a través del nivel subenergético. El principio de Aufbau consiste en que los electrones presentes en el átomo completarán primero el orbital de menor energía y luego continuarán gradualmente hasta completar el orbital de mayor energía. Estos orbitales se denominan s, p, d, f. El método de configuración electrónica de Aufbau es 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d.

Los dos primeros electrones del estaño entran en el orbital 1s. El orbital s puede tener un máximo de dos electrones. Por lo tanto, los dos siguientes electrones entran en el orbital 2s. El orbital p puede tener un máximo de seis electrones. Por lo tanto, los siguientes seis electrones entran en el orbital 2p. El segundo orbital está ahora lleno. Por lo tanto, los electrones restantes entrarán en el tercer orbital.

Entonces, dos electrones entrarán en el orbital 3s y los siguientes seis electrones estarán en el orbital 3p de la tercera órbita. El orbital 3p está ahora lleno de electrones. Entonces, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 4s y diez electrones entrarán en el orbital 3d. A continuación, los siguientes seis electrones entran en el orbital 4p.

El orbital 4p está ahora lleno. Entonces, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 5s y los siguientes diez electrones entrarán en el orbital 4d. El orbital 4d está ahora lleno. Entonces, los dos electrones restantes entran en el orbital 5p. Por tanto, la configuración electrónica del estaño(Sn) será 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2.

¿Cómo escribir el diagrama de orbitales del estaño?

Para crear un diagrama de orbitales de un átomo, primero hay que conocer el principio de Hund y el principio de exclusión de Pauli. El principio de Hund consiste en que los electrones que se encuentran en diferentes orbitales con la misma energía se colocan de tal manera que pueden estar en el estado no apareado de número máximo y el espín de los electrones no apareados será unidireccional.

Y el principio de exclusión de Pauli es que el valor de los cuatro números cuánticos de dos electrones en un átomo no puede ser el mismo. Para escribir el diagrama de orbitales del estaño(Sn), hay que hacer la configuración electrónica del estaño. La cual ha sido discutida en detalle anteriormente. El 1s es el orbital más cercano y de menor energía al núcleo. Por lo tanto, el electrón entrará primero en el orbital 1s.

Carbono (C): Configuración Electrónica y Diagrama de Orbitales

Según el principio de Hund, el primer electrón entrará en el sentido de las agujas del reloj y el siguiente electrón entrará en el orbital 1s en el sentido contrario. El orbital 1s se llena ahora con dos electrones. A continuación, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 2s igual que en el orbital 1s.

Diagrama de orbitales del estaño
Diagrama de orbitales del estaño

Los siguientes tres electrones entrarán en el orbital 2p en el sentido de las agujas del reloj y los siguientes tres electrones entrarán en el orbital 2p en el sentido contrario a las agujas del reloj. Los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 3s igual que en el orbital1s y los siguientes seis electrones entrarán en el orbital 3p igual que en el orbital 2p.

El orbital 3p está ahora lleno de electrones. Entonces, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 4s igual que en el orbital 1s. A continuación, los siguientes cinco electrones entrarán en el orbital 3d en el sentido de las agujas del reloj y los siguientes cinco electrones entrarán en el orbital 3d en el sentido contrario a las agujas del reloj. El orbital 3d está ahora lleno. Entonces, los siguientes seis electrones entrarán en el orbital 4p igual que en el orbital 3p.

Entonces los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 5s igual que en el orbital 1s y los siguientes diez electrones entrarán en el orbital 4d igual que en el orbital 3d. El orbital 4d está ahora lleno de electrones. Entonces los dos electrones restantes entrarán en el orbital 5p en el sentido de las agujas del reloj. Esto se muestra claramente en la figura del diagrama de orbitales del estaño.

Configuración electrónica del estaño en estado de excitación

Los átomos pueden saltar de un orbital a otro en el estado excitado. Esto se denomina salto cuántico. La configuración electrónica del estado básico del estaño es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2. En la configuración electrónica del estado básico del estaño, dos electrones del orbital 5p se encuentran en los suborbitales 5px y 5py.

El orbital p tiene tres sub-orbitales. Los suborbitales son px, py, y pz. Cada sub-orbital puede tener un máximo de dos electrones. Entonces la configuración electrónica correcta del estaño en el estado básico será 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5px1 5py1. Esta configuración electrónica muestra que la última capa del átomo de estaño tiene dos electrones no apareados. Por tanto, en este caso, la valencia del estaño es 2.

Silicio (Si): Configuración Electrónica y Diagrama de Orbitales

Cuando el átomo de estaño se excita, entonces el átomo de estaño absorbe energía. Como resultado, un electrón del orbital 5s salta al suborbital 5pz. Por lo tanto, la configuración electrónica del estaño(Sn*) en estado excitado será 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s1 5px1 5py1 5pz1. La valencia del elemento viene determinada por la configuración electrónica en el estado excitado. Aquí, el estaño tiene cuatro electrones no apareados. Por lo tanto, la valencia del estaño es 4.

Configuración electrónica del ion estaño (Sn4+)

La configuración electrónica muestra que la última capa del estaño tiene cuatro electrones. Por lo tanto, los electrones de valencia del estaño son cuatro. Hay dos tipos de iones de estaño. El átomo de estaño presenta iones Sn2+ y Sn4+. Los elementos que forman enlaces donando electrones se denominan cationes. El átomo de estaño dona dos electrones en el orbital 5p para formar un ion de estaño (Sn2+). Es decir, el estaño es un elemento catiónico.

Sn – 4e → Sn4+

Aquí, la configuración electrónica del ion estaño (Sn4+) es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10.  Por otro lado, el átomo de estaño dona dos electrones en el orbital 5p y dos electrones en el orbital 5s para convertir un ion de estaño (Sn4+).

Sn – 4e → Sn4+

La configuración electrónica del ion estaño (Sn4+) is 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10.  Esta configuración electrónica muestra que el ion estaño (Sn4+) tiene cuatro cáscaras y la última cáscara tiene dieciocho electrones y alcanza una configuración electrónica estable. El átomo de estaño presenta estados de oxidación +2 y +4. El estado de oxidación del elemento cambia en función de la formación del enlace.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es el símbolo del estaño?

El símbolo del estaño es "Sn".

¿Cuántos electrones tiene el estaño?

50 electrones.

¿Cómo se escribe la configuración electrónica del estaño?

La configuración electrónica del estaño es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2.

¿Cuántos electrones de valencia tiene el estaño?

Cuatro electrones de valencia.

¿Cuál es la valencia del estaño?

La valencia del estaño es 2, 4.

Referencia

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