Uranio (U): Configuración electrónica y diagrama de orbitales

El uranio es el 92º elemento de la tabla periódica y su símbolo es "U". El uranio es un elemento actínido clasificado. El número total de electrones del uranio es de noventa y 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 uranio(U) puede hacerse de dos maneras.

  • Configuración de los 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.

Índice
  1. Configuración de los electrones del uranio a través de orbitales
  2. Configuración electrónica del uranio a través del orbital
  3. ¿Cómo escribir el diagrama orbital del uranio?
  4. Preguntas Frecuentes

Configuración de los electrones del uranio a través de orbitales

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 × 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.

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 uranio es 92. Es decir, el número de electrones del uranio es de noventa y dos. Por lo tanto, un átomo de uranio tendrá dos electrones en la primera corteza, ocho en la segunda, dieciocho en la tercera y treinta y dos en la cuarta.

Configuración electrónica del uranio(U) (modelo de Bohr)
Configuración electrónica del uranio(U) (modelo de Bohr)

Según la fórmula de Bohr, la quinta cáscara tendrá treinta y dos electrones, pero la quinta cáscara del uranio tendrá veintiún electrones, nueve electrones en la sexta cáscara y los dos electrones restantes estarán en la séptima cáscara. Por tanto, el orden del número de electrones en cada cáscara del átomo de uranio(U) es 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2.

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 de los electrones de todos los elementos puede realizarse a través del diagrama orbital.

Configuración electrónica del uranio 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 mediante suborbitales.

El método de Aufbau consiste en hacer la configuración de los electrones a través del nivel subenergético. El principio de Aufbau es 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.

Configuración de los electrones mediante el principio Aufbau
Configuración de los electrones mediante el principio Aufbau

Los dos primeros electrones del uranio 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. Entonces, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 4s y diez electrones entrarán en el orbital 3d. El orbital 3d está ahora lleno. Entonces, los siguientes seis electrones entran en el orbital 4p. A continuación, los siguientes diez electrones entrarán en el orbital 4d.

El orbital 4d está ahora lleno. Entonces, los siguientes ocho electrones entran en el orbital 5p y 6s. Entonces los siguientes catorce electrones entrarán en el orbital 4f. El orbital 4f está ahora lleno de electrones. Entonces, los siguientes diez electrones entrarán en el orbital 5d y los siguientes seis electrones entrarán en el orbital 6p. El orbital 6p está ahora lleno. Por lo tanto, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 7s.

Entonces los cuatro electrones restantes entrarán en el orbital 5f. Pero los orbitales 6d y 5f tienen energías muy próximas. Debido a la fascinación de los electrones en el núcleo, un electrón se desplaza de 5f a 6d. Así que los siguientes tres electrones entrarán en el orbital 5f y el electrón restante entrará en el orbital 6d. Por lo tanto, la configuración electrónica del uranio(U) será 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f3 6s2 6p6 6d1 7s2.

¿Cómo escribir el diagrama orbital del uranio?

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 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 orbital del uranio(U), hay que hacer la configuración electrónica del uranio. 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. El orbital 1s se llena ahora con dos electrones. A continuación, los dos electrones siguientes entrarán en el orbital 2s igual que en el orbital 1s. 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.

Diagrama de orbitales del uranio
Diagrama de orbitales del uranio

A continuación, los dos electrones siguientes entrarán en el orbital 3s igual que en el orbital 1s y los seis electrones siguientes entrarán en el orbital 3p igual que en el orbital 2p. El orbital 3p está ahora lleno. Entonces, los siguientes dos electrones entrarán en el orbital 4s igual que en el orbital 1s. Entonces, 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 al igual que en el orbital 2p. 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. A continuación, los siguientes ocho electrones entrarán en el orbital 5p y 6s al igual que en el orbital 2p y 1s.

El orbital 6s está ahora lleno de electrones. Entonces, los siguientes siete electrones entrarán en el orbital 4f en el sentido de las agujas del reloj y los siguientes siete electrones entrarán en el orbital 4f en el sentido contrario a las agujas del reloj. El orbital 4f está ahora lleno. Entonces, los siguientes diez electrones entrarán en el orbital 5d igual que en el orbital 3d.

Entonces, los siguientes ocho electrones entrarán en el orbital 6p y 7s igual que en el orbital 2p y 1s. El orbital 7s está ahora lleno de electrones. Entonces los siguientes tres electrones entrarán en el orbital 5f en el sentido de las agujas del reloj y el electrón restante entrará en el orbital 5d también en el sentido de las agujas del reloj. Esto se muestra claramente en la figura del diagrama orbital del uranio.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es el símbolo del uranio?

El símbolo del uranio es "U".

¿Cuántos electrones tiene el uranio?

92 electrones.

¿Cómo se escribe la configuración electrónica del uranio?

La configuración electrónica del uranio es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f3 6s2 6p6 6d1 7s2.

¿Cuál es la valencia del uranio?

La valencia del uranio es 6.

Referencia:
Wikipedia
Pubchem

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