3 QUIMICA Schaum

CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS 117
EL PRINCIPIO DE PAULI Y LA LEY PERIÓDICA
El principio de exclusión de Pauli establece que no puede haber dos electrones en un átomo que tengan el mismo
conjunto de cuatro números cuánticos. Este principio indica los límites siguientes en la cantidad de electrones para las
diversas designaciones de orbitales (n, l):
Orbital Cantidad máxima de electrones = 2(2l + 1)
s
p
d
f
Ya que la ecuación de Schrödinger no se puede resolver exactamente para átomos polielectrónicos, lo que se acostumbra
es aproximar la configuración electrónica asignando electrones a orbitales hidrogenoides. Esos orbitales tienen
las mismas especificaciones que las de los orbitales del hidrógeno, así como las mismas características espaciales que
se describieron en la sección anterior, “Orbitales”.
2
6
10
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PRINCIPIO DE AUFBAU
En el llenado de los orbitales se reconoce que los electrones ocupan primero los orbitales que tienen la menor energía.
El principio de construcción (aufbau, en alemán) describe la forma en que los electrones entran en los orbitales. En el
proceso se toman en cuenta tanto n como l; sin embargo, hay un apantallamiento que reduce el efecto de la carga
nuclear, además de la reducción ocasionada por la distancia. En esencia, una nube electrónica interna apantalla la carga
nuclear positiva, de modo que los electrones en los orbitales sucesivos resultan menos atraídos que lo calculado con la
ley del inverso del cuadrado (la intensidad de los fenómenos electromagnéticos decrece en proporción inversa al cuadrado
de la distancia). Debido a éstos y otros factores que influyen sobre el proceso, el orden de llenado de los orbitales
se puede considerar como 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s, etc., lo cual es difícil de
memorizar. La figura 8-4 muestra un diseño fácil de construir y recordar. Observe que los renglones son los orbitales
que se deben llenar, y el orden de llenado está indicado con un conjunto de flechas diagonales. Las predicciones del
principio de aufbau son para las configuraciones en el estado fundamental (energía mínima). Hay una excepción a este
orden que se menciona en el problema 8.10.
Figura 8-4
Nota: En este libro, todas las configuraciones electrónicas aparecerán en el estado fundamental, a menos que se indique
lo contrario.
CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS
La posición de un elemento en la tabla periódica de los elementos (interior de la cubierta delantera) es una pista para
conocer la configuración electrónica de la capa más externa. Sea n el número del periodo en el que se encuentra el
elemento en la tabla y sea el superíndice de s, la cantidad de electrones en el orbital s. Las configuraciones electrónicas
de los grupos IA y IIA (1 y 2) son ns 1 y ns 2 . Los demás grupos A, IIIA a VIIIA (13 a 18), tienen las configuraciones,
desde ns 2 np 1 hasta ns 2 np 6 . Estos dos conjuntos de elementos son los elementos del grupo principal y se les llama con