Configuración Electrónica de los Átomos Multieléctron

El principio de exclusión de Pauli, la regla de Hund de máxima multiplicidad, y el principio aufbau se puede ampliar para contemplar la configuración del electrón de cualquier elemento. Considere escribir la configuración del electrón del sodio. La distribución central de electrones en el sodio es exactamente la del elemento anterior, el neón.

El único electrón de valencia ocupa el orbital 3s. El neón pertenece a la decimoctava columna de la tabla periódica de los gases nobles. Las configuraciones de los electrones de estos elementos facilitan la descripción condensada de la configuración del electrón para otros elementos.

Para cualquier elemento, la configuración del electrón del núcleo es la mismo que la del gas noble que lo precede en la tabla periódica. La configuración del electrón del sodio, por ejemplo, se puede escribir como núcleo de neón, 3s1. La configuración del electrón del núcleo del potasio es 1s22s22p63s23p6, dejando un electrón de valencia.

Ahora, entra el decimonoveno electrón en la subcapa 3d? Recuerde que la subcapa 4s tiene una capacidad sustancial de penetración, que a menudo conduce a que tenga una menor energía que la subcapa 3d. El principio aufbau, por lo tanto, mantiene que la subcapa 4s se llena antes que la subcapa 3d.

El núcleo del gas noble anterior, argón, se utiliza para escribir la configuración condensada. Aunque estos principios proporcionan un punto de partida, las configuraciones de los electrones reales deben confirmarse experimentalmente. En varios elementos entre los elementos de transición, los lantánidos y actínidos, las energías orbitales están en un orden relativo diferente, y es posible que el principio de aufbau no se siga completamente.

En los elementos de transición, las subcapas 3d y 4s tienen energías similares. La subcapa 4s a menudo se llena por completo. Por ejemplo, en el escandio, la configuración del electrón es el núcleo de argón, 4s23d1.

En el zinc, las subcapas 4s y 3d se llenan a sus máximas capacidades. Sin embargo, los estados fundamentales de algunos metales, como el cromo y el cobre, han ocupado individualmente los orbitales 4s. El cromo es particularmente notable porque dos subcapas están parcialmente llenas, lo que se desvía del principio de aufbau.

A lo largo de la serie de lantánidos, extendiéndose a través de cerio a lutecio, las subcapas 6s y 4f tienen energías similares. La configuración electrónica para el núcleo de neodimio xenón, 6s24f4. Mientras tanto, el cerio tiene una configuración de electrones inusual del núcleo de xenón, 6s24f15d1 porque sus subcapas 6s, 4f y 5d tienen una energía inusualmente cercana.