Calculadora de configuración electrónica: completa, abreviada y diagrama de orbitales de cualquier elemento o ion

Cómo funciona

Electrones = Z − carga del ion · se llenan los subniveles en el orden de Madelung 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p · capacidad de un subnivel = 2(2l + 1): s 2, p 6, d 10, f 14 · capacidad de una capa = 2n² · electrones desapareados en un subnivel con e electrones y k = 2l + 1 orbitales = e si e ≤ k; si no, 2k − e

Elige un elemento y, si es un ion, su carga. La calculadora reparte Z − carga electrones en los subniveles por orden creciente de n + l (regla de Madelung o principio de Aufbau) y llena cada uno antes de pasar al siguiente: s admite 2, p 6, d 10 y f 14. Después aplica las 20 excepciones medidas que publica el NIST, como el cromo ([Ar] 3d⁵ 4s¹), el cobre, el paladio, el oro y varios lantánidos y actínidos, en los que un subnivel d o f semilleno o lleno baja la energía. En un catión quita electrones del subnivel con el n más alto y, dentro de esa capa, del l más alto; por eso el hierro pierde primero sus electrones 4s y no los 3d (el Fe²⁺ es [Ar] 3d⁶). En un anión agrega electrones al siguiente subnivel libre. Obtienes la configuración completa, la abreviada con el gas noble, una versión en texto plano para copiar, el diagrama de orbitales según la regla de Hund, los electrones desapareados y el magnetismo, los electrones por capa y el bloque, periodo y grupo del elemento. Los electrones de valencia siguen la convención por grupos: s y p externos en los elementos representativos, más los (n−1)d en los metales de transición; en los lantánidos y actínidos no se cuentan los f internos. A diferencia de las calculadoras de carga nuclear efectiva o del modelo de Bohr, esta construye el llenado completo de orbitales. Las configuraciones de los elementos 104 a 118 son predicciones.

Ejemplo resuelto

El hierro tiene Z = 26, así que el átomo neutro tiene 26 electrones. Llenando en orden: 1s² (2), 2s² (4), 2p⁶ (10), 3s² (12), 3p⁶ (18), 4s² (20) y 3d⁶ (26), es decir, 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶, o [Ar] 4s² 3d⁶. Los seis electrones 3d se reparten en cinco orbitales como ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑, con 4 electrones desapareados, así que el hierro es paramagnético. Sus capas tienen 2, 8, 14 y 2 electrones; es un elemento del bloque d, periodo 4, grupo 8, con 8 electrones de valencia (4s² + 3d⁶). Si pones carga +3, salen primero los dos electrones 4s y luego uno 3d: el Fe³⁺ es [Ar] 3d⁵, con 5 electrones desapareados.

Fuentes: NIST: Periodic Table of the Elements, 2024 (ground-state configurations) · Omni Calculator: Electron configuration calculator · Wikipedia: Electron configurations of the elements (data page)

Preguntas frecuentes