El orden de ocupación de orbitales de acuerdo al principio de Aufbau

Principio de Aufbau

El orden de ocupación de orbitales de acuerdo al principio de Aufbau. Se inicia por aquellos de menor energía a aquellos de mayor energía.

El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación de electrones en los orbitalesde un átomo. El modelo, formulado por el físico Niels Bohr, recibió el nombre de Aufbau (del alemán Aufbauprinzip: principio de construcción) en vez del nombre del científico. También se conoce popularmente con el nombre de regla del serrucho o regla de Madelung.

Los orbitales se 'llenan' respetando la regla de Hund, que dice que ningún orbital puede tener dos orientaciones del giro del electrón sin antes de que los restantes números cuánticos magnéticos de la misma subcapa tengan al menos uno. Se comienza con el orbital de menor energía.

Primero debe llenarse el orbital 1s (hasta un máximo de dos electrones), esto de acuerdo con el número cuántico l.

Seguido se llena el orbital 2s (también con dos electrones como máximo).

La subcapa 2p tiene tres orbitales degenerados en energía denominados, según su posición tridimensional, 2px, 2py, 2pz. Así, los tres orbitales 2p puede llenarse hasta con seis electrones, dos en cada uno. De nuevo, de acuerdo con la regla de Hund, deben tener todos por lo menos un electrón antes de que alguno llegue a tener dos.

Y así, sucesivamente:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2

El principio de exclusión de Pauli nos advierte, además, que ningún electrón en un átomo puede tener la misma combinación de números cuánticos como descripción de su estado energético con macromoléculas de hidrógeno, sin embargo se planteó que el átomo era una partícula que no existió ya que no hay corelacion con el mismo y viceversa.

Regla del serrucho o de las diagonales[editar]

Para llenar los orbitales correctamente, siga la dirección de la flecha tal como se muestra en la gráfica. Primero 1s, luego 2s, después sube a pe y baja 3s, 3p y baja a 4s. En este punto, el siguiente nivel de energía más bajo no es 4p, sino que sube a 3d para luego bajar a 4p y 5s. Y así, sucesivamente.

Se le llama la regla del serrucho, debido a la acción de subir y bajar del modo descrito:

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p... REGLA SERRUCHO o REGLA DIAGONAL y mucho más también nos sirve para poder ordenar los orbitales dependen de su nivel energético

Principio de máxima multiplicidad de Hund

Este principio fue enunciado en 1927 por Hund, y establece lo siguiente:

Los electrones, al ocupar en un átomo orbitales de igual energía, lo hacen con el mayor número posible de electrones desapareados, con spines paralelos.

Los orbitales de igual energía se denominan orbitales degenerados; así, los orbitales p, que son tres, son triplemente degenerados, ya que los tres tienen igual energía y sólo cambia la orientación; los orbitales dson cinco, y por ello, quíntuplemente degenerados.

Por ejemplo, el átomo de nitrógeno, que tiene siete electrones, ha de colocar tres de ellos en orbitales p de igual número cuántico principal, y tiene dos posibilidades de hacerlo: puede formar una pareja en un orbitalp ( px py o pz ), y ei tercer electrón situarse en otro orbital p, quedando uno vacío,

o bien colocarse un electrón en cada uno de los orbitales,

La segunda representación es la más estable, ya que en el primer caso habría de vencerse la repulsión de los dos electrones situados en el mismo orbital.

La propuesta de Schrodinger , considerado como el 5° modelo atómico , radica en describir las características de todos los electrones de un átomo , y para ello uso lo que conocemos como números cuánticos .

Los números cuánticos se denominan con las letras n, m, l y s y nos indican la posición y la energía del electrón. Ningún electrón de un mismo átomo puede tener los mismos números cuánticos.

El significado de los números cuánticos es :

n = número cuántico principal, que indica el nivel de energía donde se encuentra el electrón, asume valores enteros positivos, del 1 al 7 .

l = número cuántico secundario, que indica el orbital en el que se encuentra el electrón , puede ser s , p , d y f (0 , 1 , 2 y 3 ).

m = número cuántico magnético , representa la orientación de los orbitales en el espacio, o el tipo de orbital , dentro de un orbital especifico. Asume valores del número cuántico secundario negativo (-l) pasando por cero, hasta el número cuántico positivo (+l) .

s = número cuántico de spin, que describe la orientación del giro del electrón. Este número tiene en cuenta la rotación del electrón alrededor de su propio eje a medida que se mueve rodeando al núcleo. Asume únicamente dos valores +1/2 y -

En resumen los números cuanticos se expresan :

n : Nivel de energía (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

l : Orbital (s=0, p=1, d=2 y f=3) de l =0 (orbital s) hasta n - 1.

m : magnético (m=-l ,0 +1) desde -l, pasando por cero,hasta +l.

s : spin (-1 , + 1 ).

Los números cuánticos sirven a su vez para entender la información que aporta la configuración electrónica

De esta forma se pueden obtener los números cuánticos de los electrones de los niveles superiores. Para mayor facilidad se presentará una tabla para asignar los números cuánticos correctos, conociendo la configuración electrónica y la localización exacta del electrón.

1s2/2s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6

El número que precede al orbital es igual al número cuántico principal,por ejemplo para los electrones que están en el orbital 4p, el nivel = 4.

El número cuántico secundario se establece observando el orbital referido, por ejemplo para el orbital 4p , el subnivel es el orbital , l = 1 (p)

El existen tres tipos de orbitales p (px , py y pz ) por lo que se dice que hay tres espacios donde se acomodan dos electrones en cada uno, esos espacios o tipos de orbitales reciben el número cuántico magnético de -1 , 0 y +1 . Es decir para el orbital p existen 3 números cuánticos magnéticos.

Orbital Tipos de orbitales Números cuánticos m Numero de electrones

s 1 0 2

p 3 -1 , 0 , +1 6

d 5 -2 , -1 , 0 , +1 ,+2 10

f 7 -3 , -2 , -1 , 0 , +1 , +2 , +3 14

Si nos referimos al cuarto nivel

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