El modelo mecánico – cuántico

El modelo de Bohr promovió las investigaciones de otros científicos. En 1927, el francés Louis de Broglie (1892-1987), el austríaco Edwin Schrödinger (1887 -1961) y el alemán Werner Heisenberg (1901-1976) realizaron investigaciones que llevaron a postular lo que conocemos como modelo atómico actual o modelo mecánico cuántico. Según este modelo, los electrones no se distribuyen en órbitas definidas, sino en zonas del espacio denominadas orbitales atómicos, donde la probabilidad de encontrar los electrones es máxima. Esto es así porque no es posible medir al mismo tiempo la velocidad y la posición de un electrón. Entonces, los electrones no tienen trayectorias fijas alrededor del núcleo, sino que lo “envuelven” formando una nube difusa de carga negativa.

Configuración electrónica

A la luz del modelo de Bohr y con los aportes de Schrödinger, de Broglie y Heisenberg surgieron varias preguntas, entre ellas: ¿cuántos niveles de energía puede tener un átomo?, ¿Qué niveles ocupan primero los electrones: los más cercanos al núcleo o los más alejados? Entonces podemos decir: cada nivel de energía o nivel principal se denomina con un número (n). Cada nivel de energía (1, 2, 3, 4, …) es la región de la nube electrónica donde se encuentran los electrones con valores similares de energía. Cuanto más lejos del núcleo se ubiquen, más energía tendrán. Puede haber hasta siete niveles de energía.

A su vez, cada nivel principal de energía contiene n subniveles que se designan con las letras s, p, d, f. El primer nivel está conformado por un único subnivel denominado 1s (donde 1 corresponde al número de subnivel y s al tipo). El segundo nivel tiene dos subniveles: 2s y 2p. El tercero posee tres: 3s, 3p y 3d; el cuatro: 4s, 4p, 4d y 4f.

Cada uno de estos subniveles puede alojar una cantidad máxima de electrones. Cualquier subnivel s puede contener hasta 2 electrones; el p, hasta 6 electrones; el d, hasta 10 electrones y el f, hasta 14 electrones.

La distribución particular de los electrones en los distintos niveles y subniveles determina la configuración electrónica del átomo. No es azarosa, sino que los niveles y subniveles se llenan en orden creciente de energía. Para el átomo de magnesio, por ejemplo, que cuenta con doce electrones, la configuración electrónica será: 1s2 2s2 2p6 3s2

Para átomos con más de dieciocho electrones, el orden teórico de llenado de los niveles y subniveles ocurre de acuerdo con el esquema conocido como regla de las diagonales. Por ejemplo, la configuración electrónica para el cobre, de 29 electrones, es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10