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Explico: máximo de electrones en los niveles tres y cinco

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 2° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

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Respuesta rápida

Nivel 3: subniveles s+p+d = 2+6+10 = 18 electrones. Nivel 5: subniveles s+p+d+f = 2+6+10+14 = 32 electrones.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 31

Quimica 2° · 2024

Ejercicio 8

Explico: ¿Por qué el nivel tres tiene un máximo de 18 electrones y el nivel cinco un máximo de 32 electrones?

Cada nivel de energía $n$ se divide en subniveles: $s$ , $p$ , $d$ y $f$ . Cada subnivel contiene un número fijo de orbitales, y cada orbital aloja como máximo 2 electrones (principio de exclusión de Pauli).
Capacidades de los subniveles: $s$ tiene 1 orbital, por lo que $1 \times 2 = 2$ electrones; $p$ tiene 3 orbitales, $3 \times 2 = 6$ electrones; $d$ tiene 5 orbitales, $5 \times 2 = 10$ electrones; $f$ tiene 7 orbitales, $7 \times 2 = 14$ electrones.
Nivel 3: según el diagrama, el nivel 3 (M) contiene los subniveles $s$ , $p$ y $d$ . Sumamos sus capacidades: $2 + 6 + 10 = 18$ electrones. Por eso el máximo del nivel tres es 18 electrones.
Nivel 5: el nivel 5 (O) contiene los subniveles $s$ , $p$ , $d$ y $f$ . Sumamos: $2 + 6 + 10 + 14 = 32$ electrones. Por eso el máximo del nivel cinco es 32 electrones.
Verificación con la regla general: el número total de orbitales de un nivel es $n^{2}$ , y como cada uno admite 2 electrones, la capacidad del nivel es $2n^{2}$ . Para $n = 3$ : $2 \times 3^{2} = 2 \times 9 = 18$ electrones. Para $n = 5$ , tomando en cuenta solo los subniveles $s$ , $p$ , $d$ y $f$ que se ocupan en la configuración electrónica de los elementos conocidos: $2 + 6 + 10 + 14 = 32$ electrones.
Conclusión: el máximo de electrones de un nivel depende de los subniveles de energía que lo componen; al nivel 3 le corresponden tres subniveles ( $s$ , $p$ , $d$ ) y al nivel 5 cuatro subniveles ( $s$ , $p$ , $d$ , $f$ ), de allí las cifras 18 y 32.

Respuesta

Nivel 3: $2 + 6 + 10 = 18$ e⁻ (subniveles $s$ , $p$ , $d$ ). Nivel 5: $2 + 6 + 10 + 14 = 32$ e⁻ (subniveles $s$ , $p$ , $d$ , $f$ ).

Contenido de la página

Página 30 — Texto de Química

8. Explico

¿Por qué el nivel tres tiene un máximo de 18 electrones y el nivel cinco un máximo de 32 electrones?

(Espacio de respuesta en líneas punteadas para el estudiante.)

Niveles y subniveles de energía

Diagrama del átomo con sus niveles K a Q, indicando los subniveles y la cantidad de electrones de cada uno:

Nivel	Símbolo	Máximo de electrones	Subniveles	Electrones por subnivel
1	K	2e	s	2e
2	L	8e	s, p	2e, 6e
3	M	18e	s, p, d	2e, 6e, 10e
4	N	32e	s, p, d, f	2e, 6e, 10e, 14e
5	O	32e	s, p, d, f	2e, 6e, 10e, 14e
6	P	18e	s, p, d	2e, 6e, 10e
7	Q	8e	s, p	2e, 6e

(Crédito de imagen: http://jtbrix.free2 (lado derecho del diagrama) y http://sistexplicar (ícono de lápiz).)

Ejemplos resueltos

¿Cuántos electrones puede alojar el nivel 2 (L)?

El nivel 2 contiene los subniveles s y p. 2. s admite 2 electrones y p admite 6. 3. Suma: 2 + 6 = 8 electrones. Comprobación con 2n²: 2 × 2² = 8. Respuesta: 8 electrones.

Tabla

Nivel	Letra	Máximo	Subniveles	Electrones por subnivel
1	K	2e	s	2e
2	L	8e	s, p	2e, 6e
3	M	18e	s, p, d	2e, 6e, 10e
4	N	32e	s, p, d, f	2e, 6e, 10e, 14e
5	O	32e	s, p, d, f	2e, 6e, 10e, 14e
6	P	18e	s, p, d	2e, 6e, 10e
7	Q	8e	s, p	2e, 6e

Diagrama

graph LR
  Nucleo[Núcleo] --> K[Nivel K: n=1, 2e (s)]
  K --> L[Nivel L: n=2, 8e (s+p)]
  L --> M[Nivel M: n=3, 18e (s+p+d)]
  M --> N[Nivel N: n=4, 32e (s+p+d+f)]
  N --> O[Nivel O: n=5, 32e (s+p+d+f)]
  O --> P[Nivel P: n=6, 18e (s+p+d)]
  P --> Q[Nivel Q: n=7, 8e (s+p)]

Fórmulas y ecuaciones

Capacidad máxima del nivel: $2n^{2}$ electrones

s = 2e; p = 6e; d = 10e; f = 14e

$2n^{2}$

2 $\times$ $3^{2}$ = 18

2 + 6 + 10 = 18

2 + 6 + 10 + 14 = 32

Glosario (4)

Nivel de energía: Región alrededor del núcleo donde se agrupan los electrones con valores similares de energía, designada por el número cuántico principal n (K, L, M, N...).
Subnivel de energía: División de un nivel de energía identificada por las letras s, p, d y f, cada una con un número distinto de orbitales.
Orbital atómico: Región del espacio con alta probabilidad de encontrar un electrón; puede alojar un máximo de 2 electrones.
Capacidad máxima de un nivel: Cantidad máxima de electrones que pueden ocupar un nivel, calculada como la suma de las capacidades de sus subniveles (2n²).

Preguntas para practicar

Explico: ¿Por qué el nivel tres tiene un máximo de 18 electrones y el nivel cinco un máximo de 32 electrones?

Porque el nivel 3 contiene tres subniveles (s, p y d) que admiten 2 + 6 + 10 = 18 electrones, mientras que el nivel 5 contiene cuatro subniveles (s, p, d y f) que admiten 2 + 6 + 10 + 14 = 32 electrones; el máximo depende de la cantidad de orbitales de los subniveles presentes en cada nivel.

Temas y conceptos clave

Niveles de energía atómicosSubniveles s, p, d, fCapacidad máxima de electrones por nivelNivel de energía (K, L, M, N, O, P, Q)Subnivel de energíaOrbital atómicoMáximo 2 electrones por orbitalFórmula 2n²

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Figuras de la página (2)

Recuadro de líneas punteadas con ícono de lápiz, espacio para escribir la respuesta al ejercicio 8. — Figura 1 image

Diagrama 'Niveles y subniveles de energía': núcleo con protones y neutrones y arcos concéntricos que representan los niveles K (2e), L (8e), M (18e), N (32e), O (32e), P (18e) y Q (8e), cada uno desglosado en subniveles s, p, d, f con 2e, 6e, 10e y 14e respectivamente. — Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cuántos electrones caben en el nivel 3 y por qué?

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¿Qué es un subnivel de energía en química?

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¿Cómo se calcula el máximo de electrones de un nivel con la fórmula 2n²?

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📌 Antes de leer esto

• Estructura del átomo (núcleo y electrones)
• Concepto de orbital atómico
• Principio de exclusión de Pauli (máximo 2 electrones por orbital)
• Números cuánticos principales

Siguiente tema sugerido

Configuración electrónica de los elementos y diagrama de Aufbau

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Explico ¿Por qué el nivel tres tiene un máximo de 18 electrones y el nivel cinco un máximo de 32 electrones?

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