1.5 DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA EN SISTEMAS POLIELECTRONICOS

Distribución de los electrones en la corteza del átomo, 1924.

1° Distribución según pisos o niveles energéticos 

Una de las primeras distribuciones delos electrones en la corteza del átomo, fue deducida hacia 1914, por Rydberg, basándose en la estructura de los átomos de los gases nobles, de acuerdo con el lugar que ocupaban en la tabla periódica, cuyo primer período tenía 4 elementos, 16 el segundo, 36 el tercero, y asignaba teóricamente 64 al cuarto: cumplían la regla 4 X (12,22, 32, 42). (Distribución errónea.)Hacia 1919, Lewis, y sobre todo Langmuir, en su modelo cúbico del átomo distribuyen los electrones según K,2; L,8; M,8; N,18; O,18; P,32 (también erróneo).Fue Bury, en 1921, quien por vez primera sentó que el número de electrones de los pisos eran: K,2; L,8; M,18; N,32;... estableciendo la regla de K, 2X 12; L, 2 X 22; M, 2 X32; N, 2 X 42, y los pisos siguientes si estuviesen completos, lo cual no acontece, tendrían, O, 2 X 52; P, 2 x 62; y Q, 2 x 72. Prácticamente, O posee un máximo de 32electrones (ejemplo único, el átomo del nobelio); el P contiene a lo sumo 10 y el Q un máximo de 2. Bury ya observó que en el último piso el número de electrones no puede exceder de 8. De todos modos se asignan 18 al último piso del paladio.

2° Distribución de los electrones en los subniveles o sub pisos 

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El número de subniveles o sub pisos de cada piso es igual al que indica el número de orden, del piso, sin que excedan prácticamente de cuatro (más adelante se justifica dicha distribución). Como

 se ha dicho, se nombra a las subniveles o sub pisos con las letras s, p, d, f, de acuerdo con la forma y posición de las órbitas de los electrones que constituyen el piso. Todos los primeros subniveles s de cada piso de cualquier átomo en estado normal, constan de 2 electrones; los segundos sub pisos o p, de 6; los terceros o d, de 10; y los cuartos o f de 14 electrones: cumplen la regla de los duplos de la serie natural de los números impares. Ha de advertirse que los valores expuestos son los que se consideran regulares los metales llamados de transición (estrictamente, los grupos 3 a 10 de las tablas periódicas largas) poseen sub pisos (y también pisos) internos incompletos, como puede observarse en la tabla de estructuras. Bohr, en 1922, creía aún que el piso L contenía dos subniveles con 4 electrones cada uno; el piso M, con tres subniveles con 6 electrones cada uno, y el N con cuatro subniveles y 8 electrones cada uno (incorrecto).

La distribución expuesta y aceptarla actualmente está comprobada por estudios sobre su conducta química, por los espectros ópticos y de rayos X, por el efecto foto eléctrico, por la energía de extracción de los electrones superficiales o profundos. Las tablas actuales sobre distribución de los electrones en los átomos de los elementos, son una modificación de la establecida por Stoner y Main Smith, en 1924. No obstante, existen casos dudosos en los lantánidos y actínidos.

Niveles de energía de los orbitales: Se considera que en un ion de un metal de transición, gaseoso, libre, los orbitales d tienen la misma energía, es decir son degenerados . En términos generales, cuando se forma un compuesto coordinado o union complejo, el acercamiento de los ligandos, con sus pares de electrones, genera un campo eléctrico que origina un cambio en la energía de los orbitales d o una separación en diferentes niveles de energía de los orbitales d. Así, en los complejos octaédricos los orbitales dz 2 y dx 2- y 2 aumentan su energía, mientras dxy, dxz y dyz la disminuyen. Para los complejos tetraédricos la separación o desdoblamiento de los orbitales d es opuesta a la de los complejos octaédricos. La diferencia de energía entre estos dos niveles se conoce como energía de campo ligando o D o 10Dq, que experimentalmente se determina a partir de los espectros, es decir a partir del valor de l

MAX.