Configuración electrónica: 10 ejercicios resueltos

La configuración electrónica es fundamental para entender la estructura y propiedades de los elementos químicos. Estos ejercicios te ayudarán a practicar cómo escribir configuraciones electrónicas completas y abreviadas, identificar el bloque al que pertenecen los elementos y reconocer anomalías en configuraciones electrónicas.

Ejercicios resueltos

Ejercicio 1

Enunciado: Escribe la configuración electrónica completa y abreviada del sodio (Na). Identifica el bloque al que pertenece.

Datos: Número atómico del sodio (Na) = 11

Resolución paso a paso:

1. Determina el número de electrones: El sodio tiene 11 electrones.
2. Escribe la configuración electrónica completa siguiendo el orden de llenado de los orbitales: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.
3. Para la configuración abreviada, utiliza el gas noble anterior al sodio, que es el neón (Ne): [Ne] 3s¹.
4. El sodio pertenece al bloque s, ya que su último electrón entra en un orbital s.

Solución:

• Configuración completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
• Configuración abreviada: [Ne] 3s¹
• Bloque: s

Ejercicio 2

Enunciado: Escribe la configuración electrónica completa y abreviada del hierro (Fe). Identifica el bloque al que pertenece.

Datos: Número atómico del hierro (Fe) = 26

Resolución paso a paso:

1. Determina el número de electrones: El hierro tiene 26 electrones.
2. Escribe la configuración electrónica completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶.
3. Para la configuración abreviada, utiliza el gas noble anterior al hierro, que es el argón (Ar): [Ar] 4s² 3d⁶.
4. El hierro pertenece al bloque d, ya que su último electrón entra en un orbital d.

Solución:

• Configuración completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
• Configuración abreviada: [Ar] 4s² 3d⁶
• Bloque: d

Ejercicio 3

Enunciado: Escribe la configuración electrónica completa y abreviada del cobre (Cu). Identifica el bloque al que pertenece y explica la anomalía.

Datos: Número atómico del cobre (Cu) = 29

Resolución paso a paso:

1. Determina el número de electrones: El cobre tiene 29 electrones.
2. La configuración esperada sería: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁹.
3. Sin embargo, debido a la estabilidad adicional de un subnivel d lleno, la configuración real es: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰.
4. Para la configuración abreviada, utiliza el gas noble anterior al cobre, que es el argón (Ar): [Ar] 4s¹ 3d¹⁰.
5. El cobre pertenece al bloque d.

Solución:

• Configuración completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰
• Configuración abreviada: [Ar] 4s¹ 3d¹⁰
• Bloque: d
• Anomalía: Estabilidad del subnivel d lleno.

Ejercicio 4

Enunciado: Escribe la configuración electrónica completa y abreviada del cromo (Cr). Identifica el bloque al que pertenece y explica la anomalía.

Datos: Número atómico del cromo (Cr) = 24

Resolución paso a paso:

1. Determina el número de electrones: El cromo tiene 24 electrones.
2. La configuración esperada sería: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴.
3. Sin embargo, debido a la estabilidad adicional de un subnivel d medio lleno, la configuración real es: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵.
4. Para la configuración abreviada, utiliza el gas noble anterior al cromo, que es el argón (Ar): [Ar] 4s¹ 3d⁵.
5. El cromo pertenece al bloque d.

Solución:

• Configuración completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵
• Configuración abreviada: [Ar] 4s¹ 3d⁵
• Bloque: d
• Anomalía: Estabilidad del subnivel d medio lleno.

Ejercicio 5

Enunciado: Escribe la configuración electrónica completa y abreviada de la plata (Ag). Identifica el bloque al que pertenece.

Datos: Número atómico de la plata (Ag) = 47

Resolución paso a paso:

1. Determina el número de electrones: La plata tiene 47 electrones.
2. La configuración esperada sería: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d⁹.
3. Sin embargo, debido a la estabilidad adicional de un subnivel d lleno, la configuración real es: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d¹⁰.
4. Para la configuración abreviada, utiliza el gas noble anterior a la plata, que es el criptón (Kr): [Kr] 5s¹ 4d¹⁰.
5. La plata pertenece al bloque d.

Solución:

• Configuración completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d¹⁰
• Configuración abreviada: [Kr] 5s¹ 4d¹⁰
• Bloque: d
• Anomalía: Estabilidad del subnivel d lleno.

Ejercicio 6

Enunciado: Escribe la configuración electrónica completa y abreviada del bromo (Br). Identifica el bloque al que pertenece.

Datos: Número atómico del bromo (Br) = 35

Resolución paso a paso:

1. Determina el número de electrones: El bromo tiene 35 electrones.
2. Escribe la configuración electrónica completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵.
3. Para la configuración abreviada, utiliza el gas noble anterior al bromo, que es el argón (Ar): [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁵.
4. El bromo pertenece al bloque p, ya que su último electrón entra en un orbital p.

Solución:

• Configuración completa: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵
• Configuración abreviada: [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁵
• Bloque: p

Ejercicio 7: el catión Fe³⁺

Enunciado: Escribe la configuración del ion Fe³⁺ y cuenta sus electrones desapareados.

Datos: Fe tiene Z = 26; el átomo neutro es [Ar] 3d⁶ 4s².

1. La carga +3 indica que se han perdido tres electrones: quedan 26 − 3 = 23.
2. Al formar el catión se retiran primero los electrones del nivel con mayor n: los dos de 4s.
3. Se retira después uno de 3d: Fe³⁺ = [Ar] 3d⁵.
4. En el ion aislado, Hund sitúa los cinco electrones d en cinco orbitales con espines paralelos: cinco desapareados. El comportamiento en complejos requiere considerar el campo de los ligandos.

Comprobación: 18 + 5 = 23. No elimines primero tres electrones de 3d por ser el último subnivel escrito.

Ejercicio 8: el anión O²⁻

Enunciado: Escribe la configuración electrónica de O²⁻.

1. El oxígeno tiene Z = 8 y la carga −2 indica dos electrones adicionales.
2. Hay 10 electrones: 1s² 2s² 2p⁶, equivalente a [Ne].
3. Los orbitales ocupados están completos: no quedan electrones desapareados.

O²⁻ y Ne son isoelectrónicos, pero no son la misma especie: tienen distinto número de protones y distinta carga.

Ejercicio 9: ¿qué elemento es [Ne] 3s² 3p³?

1. El núcleo abreviado [Ne] representa 10 electrones.
2. Suma los exponentes externos: 10 + 2 + 3 = 15 electrones.
3. Si el átomo es neutro, Z = 15: es fósforo, P.
4. El mayor n ocupado es 3: periodo 3. El subnivel diferenciador es p: bloque p.
5. Hund distribuye los tres electrones 3p en tres orbitales distintos: tres desapareados.

La condición «neutro» es necesaria: una configuración electrónica no identifica de forma única un elemento si puede tratarse de un ion.

Ejercicio 10: estado excitado o configuración imposible

Enunciado: Clasifica 1s² 2s¹ 2p¹ y 1s² 2s³.

• 1s² 2s¹ 2p¹: contiene cuatro electrones y respeta las capacidades. Puede representar un estado excitado del berilio; el fundamental es 1s² 2s².
• 1s² 2s³: no es posible en este modelo. El único orbital 2s admite dos electrones, no tres.

No confundas «no sigue el llenado fundamental» con «imposible»: la primera configuración es excitada; la segunda viola la ocupación permitida.

Errores frecuentes

1. Olvidar el orden de llenado de los orbitales: Asegúrate de seguir el orden correcto, utilizando el diagrama de Moeller o la regla de las diagonales.
2. Confundir configuraciones abreviadas: Recuerda siempre usar el gas noble anterior al elemento en cuestión.
3. No reconocer anomalías: Algunos elementos tienen configuraciones electrónicas que no siguen el patrón esperado debido a la estabilidad adicional de subniveles llenos o medio llenos.

Cómo comprobar tus respuestas

Suma los exponentes y compáralos con Z ajustado por la carga; comprueba la capacidad 2/6/10/14 de s/p/d/f y distingue estado fundamental, excitado e imposible. Repasa los números cuánticos y usa la calculadora de configuración electrónica para contrastar átomos neutros.

Referencia: OpenStax, configuraciones electrónicas y propiedades periódicas. Los ejercicios 7–10 desarrollan el conteo de electrones y las reglas de ocupación con los datos indicados.