1. Teoria cuantica y estructura atómica.
1.5 Distribución electrónica en sistemas polielectrónicos.
1.5.1 Principio de AufBau o de construcción.
El principio de Aufbau, también conocido como regla de la lluvia o principio de construcción, es una regla práctica que permite predecir la configuración electrónica de la gran mayoría de los elementos de la tabla periódica, así como la de sus iones. Este principio establece que, a medida que se van añadiendo protones al núcleo, de uno en uno para ir construyendo sucesivamente cada elemento químico, los electrones también se van añadiendo sucesivamente a los orbitales atómicos de menor energía que estén disponibles.
El orden en el que se van llenando los orbitales atómicos depende de su nivel de energía. La regla de oro es que estos niveles de energía se van llenando de menor a mayor, como si se tratara de un edificio en el que se deben ir llenando los apartamentos en los pisos más bajos para poder acceder a los pisos más altos.
Para poder predecir el orden de llenado de los orbitales, primero debemos conocer cómo están ordenados según su nivel de energía. De acuerdo a este esquema, el primer subnivel que se debe llenar es el 1s (el de menor energía de todos), luego viene, el 2s, el 2p, el 3s, el 3p, el 4s, el 3d y así sucesivamente.
El principio de Aufbau es esencial para entender la estructura electrónica de los átomos y su relación con las propiedades químicas y físicas de los elementos. Este principio se utiliza en la construcción de la tabla periódica de los elementos y en la predicción de las propiedades químicas de los elementos y sus compuestos.
1.5.2 Configuraciones electrónicas y aplicación del principio de Aufbau.
Litio (Li): El número atómico del litio es 3, lo que significa que tiene 3 electrones en su átomo neutro. Siguiendo el principio de Aufbau, los electrones se llenan en orden de energía creciente. Entonces, la configuración electrónica del litio es 1s² 2s¹. Aquí, el primer número representa el nivel de energía, la letra representa el tipo de orbital y el número superior representa el número de electrones en ese orbital.
Neón (Ne): El número atómico del neón es 10, por lo que tiene 10 electrones en su átomo neutro. Siguiendo el principio de Aufbau, la configuración electrónica del neón es 1s² 2s² 2p⁶. Aquí, el orbital 2p se llena después del 2s porque los orbitales p tienen un nivel de energía ligeramente mayor que los orbitales s en el mismo nivel de energía.
Hierro (Fe): El número atómico del hierro es 26, por lo que tiene 26 electrones en su átomo neutro. Siguiendo el principio de Aufbau, la configuración electrónica del hierro es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Aquí, el orbital 4s se llena antes que el 3d porque los orbitales 4s tienen un nivel de energía ligeramente menor que los orbitales 3d.
Litio (Li): El número atómico del litio es 3, lo que significa que tiene 3 electrones en su átomo neutro. Siguiendo el principio de Aufbau, los electrones se llenan en orden de energía creciente. Entonces, la configuración electrónica del litio es 1s² 2s¹. Aquí, el primer número representa el nivel de energía, la letra representa el tipo de orbital y el número superior representa el número de electrones en ese orbital.
Neón (Ne): El número atómico del neón es 10, por lo que tiene 10 electrones en su átomo neutro. Siguiendo el principio de Aufbau, la configuración electrónica del neón es 1s² 2s² 2p⁶. Aquí, el orbital 2p se llena después del 2s porque los orbitales p tienen un nivel de energía ligeramente mayor que los orbitales s en el mismo nivel de energía.
Hierro (Fe): El número atómico del hierro es 26, por lo que tiene 26 electrones en su átomo neutro. Siguiendo el principio de Aufbau, la configuración electrónica del hierro es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Aquí, el orbital 4s se llena antes que el 3d porque los orbitales 4s tienen un nivel de energía ligeramente menor que los orbitales 3d.
Estos ejemplos muestran cómo se aplica el principio de Aufbau para determinar la configuración electrónica de un átomo. Este principio es fundamental para entender la estructura de los átomos y sus propiedades químicas. Sin embargo, hay excepciones a este principio, especialmente para los elementos de transición y los lantánidos y actínidos. En estos casos, la configuración electrónica puede variar debido a la estabilidad adicional proporcionada por los orbitales completamente llenos o medio llenos.
