Configuración electrónica de átomos e iones
La calculadora escribe la configuración electrónica de cualquier elemento desde el hidrógeno hasta el hasio (Z = 1 a 108) y de sus iones. Introduce el número atómico, para el hierro 26, y la carga si hace falta: muestra el orden de llenado, el orden por capas, la notación de gas noble y las excepciones que recoge el NIST.
Ejemplo: Número atómico Z 26 · Carga 0 → Configuración electrónica: Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Fuente: OpenStax Chemistry 2e, 6.4 Electronic Structure of Atoms (Electron Configurations): Aufbau principle, filling order 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d …, Hund’s rule, exceptions Cr/Cu/Nb, noble-gas core notation, ions (Example 6.11: Na⁺, P³⁻, Al²⁺, Fe²⁺, Sm³⁺) (read 10.10.2026). Actualizado: .
Cómo se calcula
La configuración electrónica indica cuántos electrones hay en cada subnivel: s admite como máximo 2, p 6, d 10 y f 14 electrones, que se llenan en el orden 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d … Es el principio de Aufbau tal como lo describe OpenStax Chemistry: cada electrón nuevo ocupa el subnivel de menor energía disponible. La calculadora aplica esta regla y compara el resultado con los estados fundamentales que publica el NIST.
Configuración electrónica de elementos frecuentes
| Elemento | Z | Configuración |
|---|---|---|
| Hidrógeno (H) | 1 | 1s¹ |
| Carbono (C) | 6 | 1s² 2s² 2p² |
| Oxígeno (O) | 8 | 1s² 2s² 2p⁴ |
| Sodio (Na) | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ |
| Cloro (Cl) | 17 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ |
| Calcio (Ca) | 20 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² |
| Hierro (Fe) | 26 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ |
| Bromo (Br) | 35 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵ |
La forma abreviada sustituye los electrones internos por el gas noble anterior: sodio = [Ne] 3s¹, hierro = [Ar] 3d⁶ 4s². La calculadora muestra además el orden por capas (todos los subniveles n = 3 antes de 4s), que es como lo escribe el NIST.
Excepciones: cromo, cobre y 18 más
En 20 de los elementos del 1 al 108 el estado fundamental que da el NIST no coincide con la predicción. El cromo es [Ar] 3d⁵ 4s¹ en lugar de [Ar] 3d⁴ 4s², el cobre [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ en lugar de [Ar] 3d⁹ 4s². OpenStax lo explica en estos dos casos por la estabilidad de los subniveles semillenos y llenos, y añade que no hay un método sencillo para predecir todas las excepciones. Por eso la calculadora usa los valores del NIST para Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, La, Ce, Gd, Pt, Au, Ac, Th, Pa, U, Np, Cm y Lr y muestra al lado la predicción de la regla.
Configuración electrónica de iones
| Ion | Z | Electrones | Configuración |
|---|---|---|---|
| Na⁺ | 11 | 10 | 1s² 2s² 2p⁶ |
| P³⁻ | 15 | 18 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ |
| Al²⁺ | 13 | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ |
| Fe²⁺ | 26 | 24 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ |
| Sm³⁺ | 62 | 59 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 4f⁵ |
- Los cationes de los elementos representativos pierden los últimos electrones que entraron; los metales de transición pierden primero los electrones s más externos (Fe²⁺ pierde 4s², no 3d).
- Los aniones ganan electrones en el orden de llenado (P³⁻ completa 3p⁶).
- Los cinco iones de la tabla son los del ejemplo 6.11 de OpenStax.
Los datos de cada elemento están en la tabla periódica; la masa de una sustancia se obtiene con la calculadora de masa molar.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se hace la configuración electrónica?
Se llenan los subniveles en el orden 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p … con un máximo de 2 (s), 6 (p), 10 (d) o 14 (f) electrones hasta completar el número de electrones. El hierro (26 electrones) termina en 4s² 3d⁶.
¿Cuál es la configuración electrónica del carbono?
1s² 2s² 2p², abreviada [He] 2s² 2p². Según la regla de Hund, los dos electrones 2p están desapareados.
¿Por qué el cromo y el cobre son excepciones?
Según el NIST, sus estados fundamentales son [Ar] 3d⁵ 4s¹ y [Ar] 3d¹⁰ 4s¹. OpenStax lo atribuye a la estabilidad extra de un subnivel 3d semilleno o lleno; no hay una regla sencilla que prediga todas las excepciones.
¿Cómo se escribe la configuración de un ion?
Se parte del átomo neutro. Para un ion negativo se añaden electrones en el orden de llenado; para uno positivo se quitan, en los metales de transición primero del subnivel s más externo. En la calculadora basta con escribir la carga, por ejemplo −3 para P³⁻.
¿Qué elementos cubre la calculadora?
Z = 1 a 108 (del hidrógeno al hasio), el rango de la tabla del NIST. Para elementos más pesados PubChem solo da configuraciones calculadas o predichas.
¿Qué significa la notación de gas noble?
El símbolo entre corchetes representa los electrones de ese gas noble: [Ne] = 1s² 2s² 2p⁶. El sodio queda [Ne] 3s¹.
Fuentes y base legal
- OpenStax Chemistry 2e, 6.4 Electronic Structure of Atoms (Electron Configurations): Aufbau principle, filling order 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d …, Hund’s rule, exceptions Cr/Cu/Nb, noble-gas core notation, ions (Example 6.11: Na⁺, P³⁻, Al²⁺, Fe²⁺, Sm³⁺) (read 10.10.2026)
- NIST SP 966, Periodic Table: Atomic Properties of the Elements (2019) – ground-state configurations Z = 1–108 (read 10.10.2026)
- PubChem Periodic Table (NCBI/NLM), ElectronConfiguration – cross-check; identical to NIST except Lr (read 10.10.2026)
Última actualización: · Principios editoriales
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