Los electrones están distribuidos en cada átomo en niveles o capas de energía. Los elementos de un mismo período tienen todos el mismo número de niveles electrónicos (completos o no), y este número coincide con el número del período. El número máximo de electrones que caben en un nivel es 2n2, siendo n el número de nivel.
Cada nivel o capa de energía puede tener uno o más subniveles con distinto número de electrones.
Los subniveles de tipo s pueden tener uno o dos electrones; los subniveles de tipo p, de uno a seis electrones, y los subniveles de tipo d, de uno a diez electrones. También puede haber subniveles de tipo f que pueden tener de uno a catorce electrones, para capas o niveles superiores a tres.
El orden de ocupación de los subniveles del átomo por los electrones es de menos a más energía. Para los elementos químicos de menor número atómico, el orden es según indican las flechas de la figura Diagrama que indica el orden de llenado de los niveles energéticos del átomo:
- 1.er subnivel: se llama 1s
- 2.º subnivel: se llama 2s
- 3.er subnivel: se llama 2p
- 4.º subnivel: se llama 3s
- 5.º subnivel: se llama 3p
- 6.º subnivel: se llama 4s
- 7.º subnivel: se llama 3d
y así sucesivamente.
Al escribir la configuración electrónica de un elemento, se pone primero el número del nivel y después el del subnivel, con el número de electrones que lo ocupan. Es decir: 1s2, 2s2p6 o también (2, 8).
Veamos ahora unas reglas que nos permitan conocer fácilmente la estructura electrónica de un elemento, sin más que saber previamente su posición en el sistema periódico:
- a) El número de capas electrónicas que posee un átomo coincide con el del período al que pertenece el elemento en el sistema periódico.
- b) Salvo el H (1s) y el He (1s2), todos los demás elementos tienen estructura s2 en la primera capa.
-
c) Número de electrones de la última capa:
- Para los gases nobles: s2p6 (salvo el He, que es 1s2).
- Para los elementos de transición (ver tabla periódica): s2.
- Para los demás, coincide con el número de la columna a la que pertenece el elemento en el sistema periódico.
- d) Cada vez que se atraviesa totalmente la serie de elementos de transición pertenecientes a un período, se coloca d10en la capa, cuyo número coincide con el anterior al período atravesado. Es decir, que si atravesamos los elementos de transición en la capa 5, colocaremos d10 en la capa 4.
- e) Cada vez que se atraviesa totalmente la casilla del lantano (La) con sus catorce elementos, se coloca f14 en la capa 4.
- f) Los elementos de transición tienen s2 en la última capa, y en la penúltima, tantos electrones d como indica el número de orden que ellos hacen dentro de la serie de transición a la que pertenecen.
- g) Los elementos lantánidos y actínidos (denominados tierras raras) presentan la estructura s2 en la última capa; s2p6d, en la penúltima, y en la antepenúltima, tantos electrones f como indica el número de orden que hace el elemento dentro de su familia.