Configuración Electrónica y Diagrama de orbitales del Yodo (I)

El yodo (I) es el elemento número 53 de la tabla periódica y su símbolo es "I". Este artículo da una idea sobre la configuración electrónica del yodo y el diagrama de orbitales, el período y los grupos, la valencia y los electrones de valencia del yodo, la formación de enlaces, la formación de compuestos, la aplicación de diferentes principios. Esperemos que después de leer este artículo conozca en detalle este tema.

El yoduro es un elemento halógeno clasificado. El número total de electrones del yodo es de cincuenta y tres. 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 electrónica del átomo de yodo(I) puede hacerse de dos maneras.

• Configuración electrónica a través del orbital
• Configuración electrónica a través del orbital

La configuración electrónica a través de orbitales sigue diferentes principios. Por ejemplo, el principio de Aufbau, el principio de Hund y el principio de exclusión de Pauli.

Configuración electrónica del yodo(I) 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.

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 yodo es 53. Es decir, el número de electrones del yodo es de cincuenta y tres. Por tanto, un átomo de yodo 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 veinticinco electrones, pero la cuarta envoltura del yodo tendrá dieciocho electrones y los siete electrones restantes estarán en la quinta envoltura. Por tanto, el orden del número de electrones en cada cáscara del átomo de yodo(I) es 2, 8, 18, 18, 7.

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 yodo(I) 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 electrónica mediante suborbitales. El método de Aufbau consiste en realizar la configuración electrónica 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.

Los dos primeros electrones del yodo 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 cinco electrones restantes entran en el orbital 5p. Por tanto, la configuración electrónica del yodo(I) será 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁵.

¿Cómo escribir el diagrama de orbitales del yodo(I)?

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 yodo(I), hay que hacer la configuración electrónica del yodo. 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 siguientes electrones 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. Los dos electrones siguientes entrarán en el orbital 3s. A continuación, 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 al 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 siguientes tres electrones entrarán en el orbital 5p en el sentido de las agujas del reloj y los dos electrones restantes entrarán en el orbital 5p en el sentido contrario a las agujas del reloj. Esto se muestra claramente en la figura del diagrama de orbitales del yodo.

Configuración electrónica del estado excitado del yodo(I)

Los átomos pueden saltar de un orbital a otro en estado excitado. Esto se llama salto cuántico. La configuración electrónica del yodo en estado básico es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁵. En la configuración electrónica del estado básico del yodo, los cinco electrones del orbital 5p se encuentran en los suborbitales 5p_y(2) y 5p_z El orbital p tiene tres suborbitales. Los suborbitales son px, py y pz. Cada sub-orbital puede tener un máximo de dos electrones. Entonces la configuración electrónica correcta del yodo(I) en estado básico será 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p_x² 5p_y² 5p_z¹. Esta configuración electrónica muestra que la última capa del átomo de yodo tiene un electrón no apareado. Por tanto, la valencia del yodo es 1.

Cuando los átomos de yodo se excitan, los átomos de yodo absorben energía. Como resultado, un electrón del suborbital 5py salta al suborbital 5dxy. El orbital d tiene cinco suborbitales. Los suborbitales son d_xy, d_yz, d_zx, d_x²-y² and d_z². Cada sub-orbital puede tener un máximo de dos electrones. Por tanto, la configuración electrónica del yodo(I*) en estado excitado será 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p_x² 5p_y¹ 5p_z¹ 5d_xy¹. Aquí, el yodo tiene tres electrones no apareados. En este caso, la valencia del yodo es 3.

Cuando el yodo se excita más, entonces un electrón del suborbital 5px salta al suborbital 5dyz. Por tanto, la configuración electrónica del yodo(I**) en estado excitado será 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p_x¹ 5p_y¹ 5p_z¹ 5d_xy¹ 5d_yz¹.. Aquí, el yodo tiene cinco electrones no apareados. Por tanto, en este caso, la valencia del yodo es 5.

Cuando el yodo se excita más, entonces un electrón del orbital 5s salta al suborbital 5d_zx . Por tanto, la configuración electrónica del yodo(I***) en estado excitado será 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s¹ 5p_x¹ 5p_y¹ 5p_z¹ 5d_xy¹ 5d_yz¹ 5d_zx¹. Aquí, el yodo tiene siete electrones no apareados. En este caso, la valencia del yodo es 7.

A partir de la información anterior, podemos decir que el yodo presenta una valencia variable. Por ello, los estados de oxidación del yodo son 1, 3, 5, 7. El átomo de yodo(I) presenta los estados de oxidación -1, +1, +3, +5, +7. El estado de oxidación del elemento cambia en función de la formación del enlace.

Configuración electrónica del ion yoduro (I^–) 

Tras ordenar los electrones, se observa que la última capa del átomo de yodo tiene siete electrones. Por tanto, los electrones de valencia del yodo son siete. Los elementos que tienen 5, 6 o 7 electrones en la última capa reciben los electrones de la última capa durante la formación del enlace. Los elementos que reciben electrones y forman enlaces se denominan aniones. Durante la formación de enlaces, la última capa del yodo recibe un electrón y se convierte en un ion yoduro (I^–). Por tanto, el yoduro es un elemento aniónico.

I + e^– → I^–

Aquí, la configuración electrónica del ion yoduro (I^–) es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶. Esta configuración electrónica muestra que el ion yoduro (I^–) tiene cinco capas y la última capa tiene ocho electrones. La configuración electrónica muestra que el ion yoduro (I^–) ha adquirido la configuración electrónica del xenón y alcanza una configuración electrónica estable.

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Preguntas frecuentes

Fuente:

• Wikipedia
• PubChem

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