Definición del principio de Aufbau

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El principio de Aufbau, también conocido con el nombre de la “regla del Serrucho”, es un sistema muy útil que nos permite conocer la configuración electrónica de un átomo simplemente sabiendo el número total de electrones que posee.

Significado del principio de Aufbau

El principio de Aufbau proviene del término alemán Aufbauprinzip. Este término se utilizó por primera vez para designar al modelo atómico de Bohr. La palabra Aufbau proviene, a su vez, del verbo alemán que significa “construir”. Como su nombre lo indica, se puede traducir como “principio de construcción” ya que el objetivo de este principio es “ayudar a construir el átomo”. Se lo conoce también como regla del Serrucho o regla de Madelung.

El principio de Aufbau y la configuración electrónica

regla de aufbau

El principio de Aufbau determina, a través de ciertas reglas, cómo se organizan los electrones en capas y subcapas alrededor del núcleo atómico:

  • Los electrones ingresan a la subcapa que tiene la menor energía posible.
  • Un orbital puede contener como máximo dos electrones, obedeciendo el principio de exclusión de Pauli.
  • Los electrones siguen la regla de Hund. En esta se establece que los electrones se dispersan si hay dos o más orbitales que son equivalentes en energía.
  • Los orbitales de electrones inferiores se llenan antes que los orbitales superiores formando la capa de electrones. El resultado final es que el átomo, ion o molécula forma la configuración electrónica más estable posible.

El principio de Aufbau abarca los niveles de energía 1 al 7, y los subniveles: “s” (2 electrones), “p” (hasta 6 electrones), “d” (hasta 10 electrones) y “f” (hasta 14 electrones).

En el estado elemental de un átomo, los electrones ocupan orbitales atómicos. El método de construcción de Aufbau es el procedimiento que establece la configuración electrónica de un átomo y consiste en seguir un orden para llenar los distintos orbitales, basándose en los valores de energía de cada uno de ellos. Para ello, se utiliza el diagrama de Möller o de las diagonales, así como la regla de la energía mínima (n+l): “n” es el número cuántico principal y “l” el número cuántico azimutal.

Ejemplos del principio de Aufbau

A través de estas reglas, el principio de Aufbau nos brinda una serie de instrucciones para la correcta ubicación de los electrones en los orbitales de un átomo. Algunos ejemplos para observar la configuración electrónica según el principio de Aufbau son:

  • Hidrógeno (Z=1): 1s1
  • Carbono (Z=6): 1s2 2s2 2p2
  • Boro (Z=5): 1s2 2s2 2p1
  • Nitrógeno (Z=7): 1s2 2s2p3
  • Oxigeno (Z=8): 1s2 2s2 2p4
  • Potasio (Z=19): 1s2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
  • Hierro (Z=26): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
  • Estaño (Z=50): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2

Limitaciones del principio de Aufbau

El principio de Aufbau ayuda a prever las configuraciones de la mayoría de los elementos. Sin embargo, como ocurre con la mayoría de las reglas, en el principio de Aufbau también hay excepciones: algunos elementos no siempre lo siguen. Por ejemplo, la configuración electrónica prevista para el cromo (Cr) es 4s23d4, pero la configuración que se observa es en realidad 4s13d5.

Otro ejemplo es el cobre (Cu). Su configuración electrónica según el principio de Aufbau es 1s22s22p63s23p64s23d9, pero se probó de manera experimental que en realidad es 1s22s22p63s23p64s13d10.

Bibliografía

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Cecilia Martinez (B.S.)
Cecilia Martinez (Licenciada en Humanidades) - AUTORA. Redactora. Divulgadora cultural y científica.

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