La regla de Madelung describe la configuración electrónica y el llenado de los orbitales atómicos. La regla establece:
(1) La energía aumenta al aumentar n + l
(2) Para valores idénticos de n + l, la energía aumenta al aumentar n
El siguiente orden para llenar los resultados de los orbitales:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, (8s, 5g, 6f, 7d, 8p, y 9s)
Los orbitales enumerados entre paréntesis no están ocupados en el estado fundamental del átomo más pesado conocido, Z = 118. La razón por la que los orbitales se llenan de esta manera es porque los electrones internos protegen la carga nuclear. La penetración orbital es la siguiente:
s> p> d> f.
Entonces, en el caso de Ce, que es [Xe] 6s2 4f1 5d1, podemos calcular n + l para cada orbital y ver cuál se llena primero.
6s – n + l = 6 + 0 = 6
4f – n + l = 4 + 3 = 7
5d – n + l = 5 +2 = 7
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La regla establece que para valores iguales de n + l la energía aumenta al aumentar n, por lo que 5d es más alta en energía, por lo que 4f se llena primero.
