Distribución electrónica

Es la distribución de los electrones de un átomo en los diferentes estados energéticos determinados por los orbitales en dicho átomo. Así, mediante la configuración electrónica se representan los diferentes estados de los electrones presentes en el átomo.

Como resultado de los grandes esfuerzos realizados por muchos científicos, en la actualidad, la ciencia dispone de múltiples informaciones, comprobadas en la práctica, acerca de las leyes de distribución de los electrones en los átomos, partiendo del modelo de Bohr en la que señalaba la existencia de un núcleo formado por protones y neutrones, donde está concentrada la masa y la carga positiva del átomo. El electrón gira en órbitas circulares alrededor del núcleo, pero con algunas restricciones, como que solamente lo podía hacer en ciertas órbitas, cuya energía se encuentra cuantizada.

Por niveles electrónicos

 

Asumiendo el modelo de Bohr, los electrones se distribuyen en los átomos formando capas alrededor del núcleo que reciben el nombre de capas electrónicas o también niveles energéticos. Todos ellos forman la envoltura electrónica que rodea al núcleo. Mientras mayor número de capas electrónicas posea un átomo, mayor será la distancia que separa al núcleo de los electrones más externo.

Cada una de las capas electrónicas posee distinto contenido o nivel de energía y se encuentran a diferentes distancias del núcleo, de forma tal que la capa electrónica de menor nivel de energía será la más próxima al núcleo y las de mayores niveles energéticos se encontrarán más alejadas de éste. A medida que los electrones se encuentren en una capa electrónica alejada del núcleo con gran contenido energético estarán más débilmente unidos a éste. .

Los diferentes niveles energéticos toman valores enteros a partir de 1; por lo que el valor del primero, o sea, para el que corresponde a la capa más próxima al núcleo es 1, el que corresponde a la segunda capa es 2, etcétera. Estos niveles se representan también, a veces, por las letras K,L,M,N,O,P y Q.

El núcleo se puede representar con un pequeño círculo donde se señalan tanto protones como indica su número atómico, y tantos neutrones como indica la diferencia entre el índice de masa y el número atómico. La envoltura se puede representar por arcos de circunferencia con centro en el núcleo. Cada arco corresponde a un nivel de energía y en el se coloca un número que indica los electrones que existen en ese nivel.

Se ha podido determinar el número máximo de electrones que pueden agruparse en los distintos niveles de energía y tenemos: 

• Primer nivel de energía n=1: 2 x 1² = 2 electrones.
  
• Segundo nivel de energía n=2: 2 x 2² = 8 electrones.
   
• Tercer nivel de energía n=3: 2 x 3² = 18 electrones.
  
• Cuarto nivel de energía n=4: 2 x 4² = 32 electrones.
  
  

Reglas para el llenado de los orbitales:

 

Para acomodar correctamente los electrones en el Modelo Atómico de la Mecánica Cuántica Ondulatoria, existen reglas fundamentales para el llenado de los orbitales:
1.- Principio de exclusión de Pauli afirma que dos electrones no pueden tener en ningún sistema orbital (entiéndase átomo) iguales sus cuatro números cuánticos; en otras palabras, dos electrones pueden tener el mismo conjunto de números cuánticos, si tienen distintos los números que corresponden al espin (sus espines han de estar orientados en sentidos opuestos). 
2.- La regla de Hund o de máxima multiplicidad dice que, al llenar orbitales de energía equivalente, los espines de los electrones permanecen desapareados, si es posible; en otras palabras, que el llenado de los orbitales se realiza de tal manera, que el espín resultante sea el máximo. 
3.- Principio de Aufbau, de Edificación Progresiva o de Construcción: Los orbitales se llenan según sus energías relativas, empezando por aquellos de menor energía.

Existe una regla práctica que nos permite encontrar el orden energético ascendente de los distintos orbitales y que es útil para representar las configuraciones electrónicas a partir del número atómico o carga nuclear.Esta regla se llama regla de las diagonales.

El orden en que van siendo ocupados los orbitales de los distintos subniveles se obtiene siguiendo la dirección de las diagonales de arriba hacia abajo ordenadamente, para ello se debe seguir la flecha del esquema de la derecha, comenzando en 1s; siguiendo la flecha se podrá ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.

Se pueden aplicar las reglas anteriores cuando se representa la distribución electrónica por niveles, subniveles y orbitales a partir del número atómico.

 

En caso de que no entiendas leyendo, aquí te dejo un video para que entiendas por explicación y ejemplo: https://www.youtube.com/watch?v=LFGzeyWABkc