¿Qué determina la cantidad de electrones que puede contener un orbital?

Principalmente su energía, forma y orientación. Por lo tanto, su estado geométrico.

El número de electrones está prácticamente limitado por el principio de exclusión de Pauli, que es el principio de la mecánica cuántica que establece que dos o más fermiones idénticos (partículas con espín de medio entero) no pueden ocupar el mismo estado cuántico dentro de un sistema cuántico simultáneamente. En el caso de los electrones en los átomos, puede establecerse de la siguiente manera: es imposible que dos electrones de un átomo de poli-electrones tengan los mismos valores de los cuatro números cuánticos. (el número cuántico principal, el número cuántico azimutal, el número cuántico magnético y el número cuántico de rotación)

1 Orbital solo puede contener 2 electrones, debido al número cuántico de espín, que parametriza el momento angular intrínseco (o momento angular de espín, o simplemente espín) de una partícula dada. Que junto con los otros 3 describen completamente el estado cuántico de un electrón. El giro de un electrón siempre es opuesto al del otro electrón. (mientras que el primero se agrega de acuerdo con la Regla de Hund)

Cuando los átomos tienen números pares de electrones, el giro de cada electrón en cada orbital tiene una orientación opuesta a la de su vecino (s) inmediato (s). Sin embargo, muchos átomos tienen un número impar de electrones o una disposición de electrones en la que hay un número desigual de orientaciones de “giro hacia arriba” y “giro hacia abajo”. Se dice que estos átomos o electrones tienen espines no apareados que se detectan en la resonancia de espín electrónico.

Teniendo en cuenta las muchas formas geométricas posibles, pueden componer los diferentes “estados de energía” (s, p, dof) o los orbitales de cualquier átomo dado. Solo un cierto número máximo de electrones encaja en ellos, porque más electrones simplemente se repelerían geométricamente entre sí.

(Orbitales Elektron simples s, p, d y f)

(Orbitales atómicos colectivos e individuales)

Para más ver:

Reglas generales para asignar electrones a orbitales atómicos – Libro de texto abierto ilimitado

Una comprensión alternativa de MC Physics en http://www.mcphysics.org , es que es la cantidad de carga positiva neta y la estructura de esas y todas las cargas en los núcleos lo que determina la cantidad de electrones cerca y lejos del átomo .

Toda la fuerza es de naturaleza electrostática siguiendo una Ley de Coulomb modificada (F = C1 * C2 / R ^ z, donde z = exponente espacial; 1 = comprimido; 2 = normal; 3 + = expandido). Por lo tanto, las cargas opuestas se acercan y generan una unión electrostática más fuerte. Las cargas similares se alejan unas de otras para una menor fuerza repelente. Los electrones cercanos al núcleo poseen una fuerza de unión más fuerte con una vibración más baja, mientras que los electrones externos pierden fuerza de unión debido a la distancia, lo que permite niveles de vibración más altos. Los electrones son partículas de masa real que ocupan / afectan un volumen de espacio.

El resultado es que menos electrones pueden estar más cerca del núcleo, y más electrones pueden estar en los rangos externos de los átomos, hasta el punto de que la fuerza de unión es demasiado baja para mantener los electrones en el átomo debido a las vibraciones.

Eso no significa posiciones de “capa” de electrones tanto como “regiones” de fuerza de unión y niveles de vibración.