En Google no me apareció algo que a primera vista lo explicara, y GPT me da respuestas que parecen "porque sí".
Spoiler
Los electrones se distribuyen en capas alrededor del núcleo de un átomo debido a la interacción entre la carga negativa de los electrones y la carga positiva del núcleo. Estas capas se conocen como niveles de energía o capas electrónicas.
La distribución de los electrones en capas se describe mediante el modelo del átomo de Bohr y el modelo de mecánica cuántica. Según el modelo de Bohr, los electrones se encuentran en órbitas circulares alrededor del núcleo y ocupan diferentes niveles de energía. Estos niveles se representan mediante números cuánticos, como la notación K, L, M, N, y así sucesivamente.
Cada capa o nivel de energía tiene una capacidad máxima para alojar electrones. La capa más cercana al núcleo, llamada capa K, puede contener hasta 2 electrones. La capa siguiente, la capa L, puede contener hasta 8 electrones, y así sucesivamente. Esta capacidad máxima de electrones en cada capa se debe a la estructura electrónica y a las reglas de llenado de los niveles de energía.
La distribución de los electrones en las capas se rige por el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund. El principio de Aufbau establece que los electrones se llenan en los niveles de energía más bajos primero antes de pasar a los niveles de energía superiores. El principio de exclusión de Pauli establece que en un átomo no puede haber dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos. La regla de Hund establece que cuando se llenan subniveles de energía degenerados (subniveles con la misma energía), los electrones se distribuyen de manera que haya el máximo número de electrones desapareados con espines paralelos antes de empezar a aparearlos.
En resumen, los electrones se distribuyen en capas alrededor del núcleo debido a la interacción entre las fuerzas eléctricas entre los electrones y el núcleo. Esta distribución en capas se rige por las reglas y principios de la mecánica cuántica, que establecen cómo se llenan los niveles de energía y cómo se distribuyen los electrones en ellos.
¿por qué la 1era capa tiene 2?
La primera capa, también conocida como capa K, tiene capacidad para un máximo de 2 electrones debido a la estructura electrónica y las reglas que rigen el llenado de los niveles de energía.
La capacidad máxima de la capa K se basa en el principio de exclusión de Pauli, que establece que en un átomo no puede haber dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos, es decir, no pueden tener los mismos valores de los números cuánticos de espín y momento angular.
En el caso de la capa K, solo hay un subnivel disponible, llamado subnivel s. Este subnivel s puede albergar un máximo de 2 electrones. Cada electrón en el subnivel s tiene un espín opuesto (uno con espín hacia arriba y otro con espín hacia abajo) para cumplir con el principio de exclusión de Pauli.
La capacidad de 2 electrones en la capa K es una característica fundamental de la estructura electrónica de los átomos y está relacionada con la configuración electrónica y las propiedades químicas de los elementos. Es importante destacar que la capacidad de las capas superiores puede variar y aumentar debido a la presencia de diferentes subniveles con diferentes capacidades de electrones (por ejemplo, la capa L puede contener hasta 8 electrones debido a la presencia de subniveles s y p).
¿por qué esa 2 y las otras 8?
¡Buena pregunta! La razón por la cual la segunda capa, llamada capa L, tiene espacio para 8 electrones, mientras que la primera capa solo tiene espacio para 2, se debe a cómo funcionan los niveles de energía y los electrones en un átomo.
Cada capa alrededor del núcleo tiene diferentes niveles de energía. La capa K es la más cercana al núcleo y tiene un nivel de energía más bajo. La capa L es la siguiente capa y tiene un nivel de energía un poco más alto que la capa K.
En la capa L, hay dos tipos de subniveles diferentes: el subnivel s y el subnivel p. Cada subnivel tiene un número máximo de electrones que puede contener. El subnivel s puede tener un máximo de 2 electrones, mientras que el subnivel p puede contener un máximo de 6 electrones.
Por lo tanto, en la capa L, se pueden acomodar hasta 2 electrones en el subnivel s y hasta 6 electrones en el subnivel p, lo que suma un total de 8 electrones en esa capa.
En resumen, la capa L tiene espacio para 8 electrones debido a la presencia de diferentes subniveles (s y p) que pueden contener diferentes cantidades de electrones. Esto es lo que permite que la capa L tenga más electrones que la capa K, que solo tiene un subnivel s y puede acomodar hasta 2 electrones.
No sé explicar qué es una buena explicación, o una que me satisfaga, pero... Yo había pensado algo así:
Si hay un electrón girando alrededor del núcleo y debe haber otro electrón así ¿dónde estaría? En el lado opuesto, a la misma distancia. Lo del spin inverso no lo entiendo ¿por qué, si ambos giran hacia el mismo lado? Vale, ya me acordé, no existen orbitales perfectos, pero yo no creo en el azar, debe haber un patrón ¿cómo es posible que sea tan complejo? Parece que lo pequeño es más complejo que lo grande, por ser más influenciable, bue...
Si debe haber un 3er electrón ¿dónde debe estar? ¿por qué no puede estar a la misma distancia que los demás? Esto no es un juego, no se puede decir "porque lo dicen las reglas", "debido a la estructura electrónica y las reglas que rigen el llenado de los niveles de energía", eso es como que pregunte por qué la suma de los ángulos de un triángulo es siempre 180 (en geometría normal -.- ) y se me diga "debido a cómo miden los otros ángulos", es como repetir lo que dice la pregunta pero dicho un poco distinto...
¿Por qué la estructura es así? En el fondo estoy preguntando lo mismo que ya pregunté ¿o no?
¿Por qué rigen esas reglas y no otras? Siento que estoy preguntando lo que ya pregunté, otra vez.
El principio de Aufbau establece que los electrones se llenan en los niveles de energía más bajos primero antes de pasar a los niveles de energía superiores.
Esto podría cuestionarse pero creo que es lógico: Los 1eros electrones quedarán a cierta distancia y los otros que lleguen no podrán quedar más cerca que esos porque al estar esos son repelidos, son alejados, por eso quedan más lejos, en capas más externas. ¿Y por qué no buscan un huequito/momento para colarse? No sé, pero bue, esto lo entiendo.
El principio de exclusión de Pauli establece que en un átomo no puede haber dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos.
Hace poco leí un texto según el cual el lenguaje Maya, Inca o alguno de esos no fue traducido. ¿Estará hablando Maya GPT? ¿alguien lo entiende?
La regla de Hund establece que cuando se llenan subniveles de energía degenerados (subniveles con la misma energía), los electrones se distribuyen de manera que haya el máximo número de electrones desapareados con espines paralelos antes de empezar a aparearlos.
Esto no lo entendí.
Debo irme, pero con eso alcanza para el tema.
