Configuración electrónica del Helio (He) y diagrama orbital

El helio es el segundo elemento de la tabla periódica y su símbolo es "He". El número total de electrones en el helio es de dos. Estos electrones están dispuestos según reglas específicas de diferentes órbitas. La disposición de los electrones en las diferentes órbitas y orbitales de un átomo en un orden determinado se denomina configuración electrónica. La configuración de los electrones del átomo de helio puede hacerse de dos maneras.

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

La configuración de los electrones a través de los orbitales 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 de los electrones y el diagrama de orbitales, el período y los grupos, la valencia y los electrones de valencia del helio, y la aplicación de los diferentes principios.

Configuración de los electrones del helio a través de la órbita

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.

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 × 3² = 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.

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 helio es 2. Es decir, el número de electrones del helio es 2. Por tanto, un átomo de helio tendrá dos electrones en la primera corteza.

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 a través del diagrama de orbitales.

Configuración electrónica del helio a través del orbital

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 de los electrones a través de los suborbitales.

El método de Aufbau consiste en realizar la configuración de los electrones 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.

El orbital s puede tener un máximo de dos electrones. Por lo tanto, dos electrones del helio entran en el orbital 1s. Por lo tanto, la configuración electrónica del helio (He) será 1s2.

¿Cómo escribir el diagrama orbital del helio?

Para crear un diagrama orbital 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 colocarán de tal manera que puedan 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 orbital del helio(He), hay que hacer la configuración electrónica del helio. 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. 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. Esto se muestra claramente en la figura del diagrama orbital del helio.

Determinación de los grupos y del periodo

La configuración de los electrones muestra que el átomo de helio sólo tiene una órbita (cáscara). La última órbita es el periodo de ese elemento. Es decir, el periodo del helio es 1. De nuevo, el helio es un elemento inerte. Por lo tanto, el helio se sitúa en el grupo 18 con todos los elementos inertes de la tabla periódica. Por lo tanto, podemos decir que la tabla periódica del helio se sitúa en el periodo-1 y en el grupo-18.

Determinación de la valencia y de los electrones de valencia

La capacidad de un átomo de un elemento para combinarse con otro átomo durante la formación de un compuesto se denomina valencia. El helio es un elemento inerte. Por lo tanto, la valencia del helio es cero.

Por otro lado, el número de electrones en la última órbita de un elemento es el de los electrones de valencia de ese elemento. La última órbita del helio tiene dos electrones. Por tanto, los electrones de valencia del helio son dos.

Razones para situar al helio en el grupo 18

La configuración electrónica del helio muestra que el número de electrones en la última órbita del átomo de helio es de dos. Sabemos que el número de electrones en la última órbita de un elemento es el número de grupos de ese elemento.

En consecuencia, el grupo del helio es dos, pero el helio es un elemento inerte. Todos los elementos inertes se sitúan en el grupo número 18 de la tabla periódica. Por lo tanto, el helio se sitúa en el grupo 18 en lugar de en el grupo 2.

¿Por qué el helio es un gas inerte?

Los elementos del grupo-18 de la tabla periódica son gases inertes. Los gases inertes del grupo-18 son el helio (He), el neón (Ne), el argón (Ar), el kriptón (Kr), el xenón (Xe) y el radón (Rn). Sabemos que el elemento del grupo 18 es el helio (He). La configuración electrónica muestra que la órbita del extremo del helio está llena de electrones. El helio no quiere intercambiar ni compartir ningún electrón porque la última órbita del helio está llena de electrones.

Y el helio no forma ningún compuesto porque no comparte ningún electrón. No participan en los enlaces químicos ni en las reacciones químicas. Por ello, se denominan elementos inertes. Los elementos inertes se encuentran en forma de gases a temperaturas normales. Por ello, los elementos inertes se denominan gases inertes.

Adicción de electrones al helio

La energía emitida para convertir un mol de electrones en un ion negativo al insertar un mol de electrones en un átomo de un elemento en estado gaseoso se llama adicción de electrones de ese elemento. La adicción de electrones tiene una periodicidad.

Al desplazarse de izquierda a derecha de un mismo periodo en la tabla periódica aumenta el radio atómico de los elementos y disminuye el valor de la adicción de electrones. Los átomos de helio se encuentran en el lado derecho de la tabla periódica. Y el helio es un gas inerte. Por ello, el átomo de helio no tiene adicción de electrones.

Por otra parte, la configuración electrónica del helio muestra que el último orbital (1s) del electrón del helio está lleno. La tendencia del elemento a recibir electrones es la adicción de electrones del elemento. El helio no intercambia ningún electrón.

Esto se debe a que el último orbital del helio está lleno de electrones. No hay adicción de electrones en el helio por no aceptar o rechazar electrones. Por ello, el valor de adicción de electrones del helio es 0.

Electronegatividad del helio

El helio es un gas inerte. Los elementos que tienen energía iónica y adicción de electrones también tienen electronegatividad. No tiene adicción de electrones. Por lo tanto, el helio no tiene electronegatividad. El valor de la electronegatividad del helio es 0.

Propiedades iónicas del átomo de helio

El helio es un elemento lleno de electrones. La última órbita del helio está llena de electrones. Por tanto, el helio es un elemento inerte y los átomos de helio son más estables. Por lo tanto, los átomos de helio no quieren convertirse en iones muy fácilmente. Se necesita mucha energía para convertir un átomo de helio en un ion. La energía de ionización del helio es de 2372,3 kJ/mol y de 5250,5 kJ/mol.

Características del átomo de helio

• El número atómico del helio es 2. El número atómico de un elemento es el número de electrones de ese elemento. Por lo tanto, el número de electrones del helio es dos.
• El helio es un elemento del bloque s.
• El helio es un elemento inerte.
• La valencia del helio es 0 y los electrones de valencia son dos.
• Período-1 y grupo-18.
• El peso atómico estándar del helio es de 4,002602.
• El punto de fusión es de 0,95 K (-272,20 ° C, -457,96 ° F) (a 2,5 MPa) y el punto de ebullición es de 4,222 K (-268,928 C, -452,070 ° F).
• El helio se encuentra en forma de gas a temperatura normal.
• No tiene adicción de electrones. Es decir, la adicción de electrones del helio es 0.
• El helio no tiene electronegatividad.
• El helio no tiene número de oxidación.
• Es un gas inerte. Por lo tanto, el helio no forma enlaces ni compuestos.
• El helio no forma enlaces consigo mismo y no forma enlaces con otros elementos.
• La energía de ionización del helio es de 2372,3 kJ/mol y 5250,5 kJ/mol.

Conclusión

El segundo elemento de la tabla periódica es el helio. Que es un gas inerte. El tema principal de este artículo es la configuración electrónica del helio y el diagrama orbital. El período y el grupo, la valencia y los electrones de valencia, las propiedades del helio, el potencial iónico y la adicción de electrones del helio se tratan en este artículo.

Preguntas frecuentes

Referencias:

• Wikipedia
•  Meija, Juris; et al. (2016). “Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”.

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