¿Qué son los electrones de la capa interna?

Los electrones en la capa más externa de un átomo, sus electrones de valencia, son los más importantes para determinar su química. No obstante, si está escribiendo configuraciones de electrones, también deberá tener en cuenta los electrones de la capa interna. Los electrones de la capa interna son electrones que no están en la capa más externa. Protegen los electrones de valencia del núcleo, reduciendo la carga nuclear efectiva.

Los electrones se pueden describir con mayor precisión como ondas estacionarias. Así como las ondas estacionarias en una cuerda solo pueden tener frecuencias que son múltiplos de la frecuencia fundamental, o armónicos, la "onda" electrónica solo puede tener ciertas energías. En física clásica, podría describir un objeto describiendo su ubicación y su velocidad, pero en mecánica cuántica, nunca se puede saber con certeza dónde estará exactamente el electrón; solo puede saber dónde es probable que se encuentre. En consecuencia, los electrones se describen en cambio usando cuatro números cuánticos.

Hay cuatro números cuánticos. El primero, el número cuántico principal (n), indica el tamaño del orbital. El número cuántico angular (l) indica la forma del orbital, mientras que el número cuántico magnético (m) indica cómo está orientado en el espacio. Finalmente, el cuarto número cuántico se llama espín y puede tener un valor de +1/2 o un valor de -1/2. Necesita los primeros tres números cuánticos para describir un orbital dado, pero necesita los cuatro para describir un electrón, ya que hasta dos electrones pueden ocupar un orbital dado.

Se dice que todos los orbitales que comparten el mismo número cuántico principal pertenecen a la misma capa, independientemente de sus valores para los otros tres números cuánticos. Dado que un máximo de dos electrones pueden ocupar cualquier orbital dado, y cada capa solo presenta un número determinado de orbitales, cada capa tiene un número máximo de electrones que puede acomodar. La capa ocupada más externa de un átomo es su capa de valencia. Los electrones que se encuentran en capas con números cuánticos principales más pequeños se denominan electrones de capa interna.

Todos los electrones tienen carga negativa y, por tanto, se repelen entre sí. Los electrones de la capa interna repelen los electrones de valencia y, por lo tanto, los protegen hasta cierto punto de la atracción que experimentan hacia el núcleo cargado positivamente. El tirón experimentado por un electrón de valencia a veces se denomina carga nuclear efectiva, a diferencia de la carga nuclear real. Es por eso que los elementos del extremo izquierdo de la tabla periódica, en general, tienen más probabilidades de ceder electrones, mientras que los elementos del extremo derecho, en general, tienen más probabilidades de tomarlos.