Hola odette
La regla de llenado para los orbitales atómicos se basa en el patrón establecido para el hidrógeno porque ese era el caso más simple. Puede encontrar esas energías excitando gas hidrógeno y estudiando los espectros de todas las transiciones de un solo electrón excitado.
Pero el problema es que a medida que aumenta la carga nuclear y agrega más electrones a su alrededor, se aleja cada vez más de la estructura del átomo de hidrógeno. Las transiciones cambian no solo en valor, sino también en valor relativo, y los principios de Madelung / Aufbau se rompen.
- ¿Cómo se forman los átomos? ¿Cómo se atraen inicialmente los protones si se repelen entre sí por el electromagnetismo?
- Dado que los electrones siempre giran alrededor del núcleo, ¿eso significa que tiene energía libre ilimitada? ¿Cómo se relaciona esto con el principio de incertidumbre?
- ¿Pueden otras partículas que no sean electrones y protones orbitar entre sí para formar 'átomos'?
- ¿Por qué el átomo de oxígeno extra en el peróxido de hidrógeno (H2O2) lo convierte en un antiséptico mientras que el agua (H2O) no es antiséptico?
- ¿Son solo los átomos radiactivos los que tienen semividas o las partículas subatómicas radiactivas también tienen semividas?
Parte del problema es que de todos modos no existe la energía de un orbital, solo existe la energía de todo el estado atómico y las transiciones entre esos estados. Es un átomo completo que está causando las líneas espectrales.
Entonces, sí, puedes aprender las reglas del “prototipo” que se aplican bastante bien para excitar átomos más ligeros, pero cuando llegas a átomos más pesados, entonces debes ser consciente de que los niveles de energía asignados a los estados orbitales de llenado están cambiando. Todavía puede dar sentido a las nuevas posiciones relativas mediante el uso de conceptos como “blindaje” del núcleo central y “penetración” por los orbitales en forma de lóbulo que les permite evitar un poco de ese blindaje.
(Fue esa idea de penetración la que explica por qué un electrón orbital de 5 capas puede estar más cerca del núcleo en promedio que un electrón orbital de 4 capas, lo que probablemente le preocupaba).
Aunque las explicaciones de blindaje y penetración son un poco ad hoc, es notable cómo el tiempo y el tiempo en química algunos conceptos simplificados funcionan muy bien en la predicción de propiedades. Parte de la razón de esto es que hay momentos en que tratar los orbitales cuánticos como si fueran simples “nubes de carga” es en realidad una aproximación razonable. También hay más efectos “cuánticos” que funcionan, como las reglas de “octeto” y qué no, que le dan más sabor al sujeto.
Afortunadamente, solo hay alrededor de un centenar de átomos, por lo que la respuesta es estudiar cada átomo por turno y satisfacerse por qué tiene la estructura particular que tiene y cómo se relaciona eso con sus vecinos en la tabla periódica. Si cavas en Quora, puedes encontrar personas preguntando y respondiendo exactamente este tipo de preguntas sobre átomos particulares.
