¿Por qué se llena 4s antes que 3d?

Según la regla n+ℓ, en el átomo neutro en el estado fundamental 4s (n+ℓ = 4) queda por debajo de 3d (n+ℓ = 5). Cuando empieza a llenarse 3d, el nivel 4s sube, y al ionizar suelen salir primero los electrones de 4s.

¿Qué significan las flechas hacia arriba y hacia abajo?

Son electrones con proyección de espín +1/2 y −1/2. Por el principio de Pauli, en un mismo orbital solo hay dos electrones con espines opuestos, por eso se dibujan como el par «arriba–abajo».

¿Hay iones y estados excitados?

No. Se construye la configuración del estado fundamental del átomo neutro según el orden de Klechkowski. Para mostrar un ion o una excitación hay que quitar electrones o pasarlos a un nivel más alto: eso es otro problema.

¿Por qué, según Hund, se llenan primero orbitales distintos?

Los electrones se repelen. Separarlos en orbitales degenerados y mantener los espines paralelos es más favorable que colocar de entrada un par en el mismo orbital: el apareamiento pide energía extra.

Configuración electrónica

Llenado de orbitales: regla de Klechkowski, principio de Pauli y regla de Hund.

Predicción de Aufbau

1s²2/2 e⁻

2s²2/2 e⁻

2p⁶6/6 e⁻

3s²2/2 e⁻

3p⁴4/6 e⁻

Referencia (conjunto de datos)

1s²2/2 e⁻

2s²2/2 e⁻

2p⁶6/6 e⁻

3s²2/2 e⁻

3p⁴4/6 e⁻

Notación compacta

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Sulfur or sulphur (see spelling differences) is a chemical element with symbol S and atomic number 16. It is an abundant, multivalent non-metal. Under normal conditions, sulfur atoms form cyclic octatomic molecules with chemical formula S8.

Sobre el modelo

La configuración electrónica de un átomo es el reparto de electrones en los orbitales en el estado fundamental. El orden de llenado lo marca la regla de Klechkowski (n+ℓ): primero la suma n+ℓ menor; si empatan, el n menor; de ahí la serie 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, … El principio de Pauli: en un orbital caben como máximo dos electrones con espines opuestos. La regla de Hund: en un subnivel los electrones ocupan primero orbitales distintos con espines paralelos y después se aparean. Los orbitales se muestran como celdas de energía fija; no se calcula el desplazamiento de niveles en el átomo polielectrónico. La fila de referencia toma configuraciones tabuladas: en Cr, Cu, Mo, Pd y otros, un electrón s pasa a d (o f), y la predicción n+ℓ no coincide con el hecho.

Para quién: Bachillerato y química general: estructura atómica y periodicidad.

Conceptos clave

configuración electrónica
regla de Klechkowski
principio de Pauli
regla de Hund
número cuántico principal
orbital
principio de mínima energía

Cómo funciona

Al crecer Z, los electrones llenan los subniveles según la regla de Klechkowski. En el esquema hay celdas de orbitales y flechas de espín. La fila de referencia compara esa predicción con la configuración tabulada: en Cr, Cu y otros hay excepciones.

Fórmulas principales

Orden: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → …

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llena 4s antes que 3d?: Según la regla n+ℓ, en el átomo neutro en el estado fundamental 4s (n+ℓ = 4) queda por debajo de 3d (n+ℓ = 5). Cuando empieza a llenarse 3d, el nivel 4s sube, y al ionizar suelen salir primero los electrones de 4s.
¿Qué significan las flechas hacia arriba y hacia abajo?: Son electrones con proyección de espín +1/2 y −1/2. Por el principio de Pauli, en un mismo orbital solo hay dos electrones con espines opuestos, por eso se dibujan como el par «arriba–abajo».
¿Hay iones y estados excitados?: No. Se construye la configuración del estado fundamental del átomo neutro según el orden de Klechkowski. Para mostrar un ion o una excitación hay que quitar electrones o pasarlos a un nivel más alto: eso es otro problema.
¿Por qué, según Hund, se llenan primero orbitales distintos?: Los electrones se repelen. Separarlos en orbitales degenerados y mantener los espines paralelos es más favorable que colocar de entrada un par en el mismo orbital: el apareamiento pide energía extra.

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