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7.14: El Principio de Aufbau y la Regla de Hund
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The Aufbau Principle and Hund's Rule
 
TRANSCRIPCIÓN

7.14: El Principio de Aufbau y la Regla de Hund

Para determinar la configuración de los electrones para cualquier átomo en particular, podemos construir las estructuras en el orden de los números atómicos. Comenzando con el hidrógeno y continuando a través de los períodos de la tabla periódica, agregamos al núcleo un protón a la vez y un electrón a la subcapa correspondiente hasta que hemos descrito la configuración de los electrones de todos los elementos. Este procedimiento se denomina el principio de aufbau, de la palabra alemana aufbau (“construir”). Cada electrón añadido ocupa la subcapa de menor energía disponible, sujeto a las limitaciones impuestas por los números cuánticos permitidos según el principio de exclusión de Pauli. Los electrones entran en subcapas de mayor energía sólo después de que las subcapas de menor energía se han llenado a capacidad. La Figura 1 ilustra la manera tradicional de recordar el orden de llenado de los orbitales atómicos. 

Figure1

Figura 1 Este diagrama muestra el orden de energía para los orbitales atómicos y es útil para obtener las configuraciones de electrones estado fundamental.

Considere escribir la configuración de los electrones para el carbono, un elemento con número atómico seis. Cuatro electrones llenan los orbitales 1s y 2s. Los dos electrones restantes ocupan la subcapa 2p. Ahora tenemos la opción de llenar uno de los orbitales 2p y aparear los electrones o de dejar los electrones desapareados en dos orbitales p diferente pero degenerados. Los orbitales se llenan como se describe en la regla de Hund: La configuración de menor energía para un átomo con electrones dentro de un conjunto de orbitales degenerados es aquella en la que tiene el mayor número de electrones no apareados. Así, los dos electrones en los orbitales 2p de carbono tienen números cuánticos n, l y ms idénticos y difieren en su número cuántico ml (de acuerdo con el principio de exclusión de Pauli). El diagrama de orbitales para el carbono, con una configuración de electrones de 1s22s21p2 es: 

Figure2

El nitrógeno (número atómico 7) llena las subcapas 1s y 2s y tiene un electrón en cada una de los tres orbitales 2p, de acuerdo con la regla de Hund. Estos tres electrones tienen espines no apareados. El oxígeno (número atómico 8) tiene un par de electrones en cualquiera de los orbitales 2p (los electrones tienen espines opuestos) y un solo electrón en cada uno de los otros dos orbitales. El flúor (número atómico 9) tiene sólo un orbital 2p que contiene un electrón no apareado. Todos los electrones en el gas noble neón (número atómico 10) están apareados, y todos los orbitales en las subcapas n = 1 y n = 2 están llenos. 

Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 6.4: Estructura Electrónica de los Átomos.

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