NÚMEROS CUANTICOS
ORBITAL: Volumen de espacio, con cierta forma, que se encuentra alrededor del núcleo atómico, en donde es muy probable que se encuentre un electrón con una determinada energía.
NUMEROS CUÁNTICOS, NIVELES DE ENERGIA Y
ORBITALES
Schrodinger encontró que el electrón del átomo de
hidrógeno se podía describir por medio de tres
números cuánticos. Estos son n, l, y m
l
. Aparecen
NÚMEROS CUANTICOS
Nos permite calcular la energía del electrón y poder
predecir el área alrededor del núcleo donde se puede
encontrar. Los números cuánticos se representan con
las letras: n, l, m
ly m
s.
Número cuántico principal ( n )
Números cuántico azimutal o secundario (l )
Número cuántico magnético ( m
l)
PRIMER NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL
(n)
•Puede tener valores enteros positivos n= 1, 2, 3, 4…•Representa el nivel de energía de los electrones (como la teoría de Bohr)
•Su valor determina la energía del átomo y del electrón, esta energía aumenta al aumentar n.
SEGUNDO NÚMERO CUÁNTICO, SECUNDARIO O
AZIMUTAL l. Subniveles
(s, p, d, f)
•Llamado azimutal,
l
indica la situación del electrón
dentro de los subniveles de energía,
•éste determina la forma del orbital, o nube electrónica
asociada a un electrón, y nos da los subniveles de
energía, donde se localizan los electrones.
Los niveles pueden tener varios subniveles, llamados Scharp (s)
Dentro de un mismo nivel los subniveles aumentan
de energía en el orden ns np nd nf. Los valores que
puede tener
l
son de 0 a n-1 y están restringidos en n.
Significa que:
Si n=1 entonces
l
= 0
Si n=2 entonces
l
= 0,1
Si n=3 entonces
l
= 0, 1,2
Si n=4 entonces
l
= 0, 1, 2, 3
NÚMERO CUÁNTICO, SECUNDARIO O AZIMUTAL l.
El nivel de energía 1, posee un subnivel de
energía; el nivel 2 tendrá dos subniveles; el nivel tres,
3 subniveles, etc. Por ejemplo si n= 2 habrá dos
valores para
l
: 0 y 1 subniveles (s y p).
Número cuántico l
0 1 2 3
TERCER NÚMERO CUÁNTICO ml MAGNÉTICO (orbitales)
•Este número cuántico nos dice cómo está orientada la nube electrónica que rodea al núcleo. (Cada subnivel tiene uno o más orbitales, designados por el
tercer número cuántico).
•Se relaciona con los estados magnéticos del electrón originados por su movimiento alrededor del núcleo.
•Un electrón con momento angular puede ser considerado una corriente eléctrica que circula en un anillo y, en consecuencia, se observa un campo
magnético debido a esta corriente.
•Es razonable suponer que ml determine la orientación de los orbitales y que sus valores dependan del valor de l. ml puede asumir todos los valores
m
l
= – l, 0, + lAsí:
l = 0, m
l
= 0l = 1 m
l
= -1, 0, +1l = 2 m
l
= -2, -1, 0, +1, + 2,l = 3 m
l
= -3, -2, -1, 0 +1, +2, +3El número de orbitales está determinado por la fórmula (2 l + 1) y el número de electrones que hay en un subnivel está dado por la fórmula 2 (2 l + 1).
El tercer número cuántico describe el número de formas en las cuales un orbital puede estar situado en el espacio, ubicado dentro de un sistema de coordenadas
cartesianas.
CUARTO NÚMERO CUÁNTICO, ms. Espín del electrón.
Solo puede tomar dos valores posibles +1/2,
y -1/2 donde los signos + y – indican direcciones
opuestas del espín. Este número cuántico está
asociado al giro del electrón alrededor de si
mismo. Un electrón posee propiedades
magnéticas, que son como las de una partícula
cargada girando.
Número cuántico del spin (ms), está asociado a un momento magnético lo que le da el giro del electrón
sobre sí mismo.
Se ha probado que hay dos formas de spin que corresponden a dos direcciones opuestas: + ½, - ½
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI.
En 1924 Wolfgnang Pauli, estudió las características del estado magnético del electrón.
Dice: “Dos electrones de un mismo átomo no puede tener los cuatro números cuánticos iguales.” En términos generales, podemos decir que en un orbital se pueden alojar
dos electrones siempre y cuando sus espines o rotaciones sean contrarios.
+1/2 - 1/2
REGLA DE HUND O DE MULTIPLICIDAD MÁXIMA.
Cuando hay disponibles orbitales del mismo tipo, los electrones se acomodan de uno en uno en espines paralelos,
PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN PROGRESIVA – AUFBAU.
“AUFBAU”, término alemán que significa construir. El cuál determina como se van llenando los electrones, en los diferentes niveles y subniveles de energía que van de menor a mayor energía en el siguiente orden.
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 6d 5f 7p
De menor a mayor
Los electrones se van alojando
progresivamente en los orbitales,
atómicos empezando por el de
menor energía y completando cada
uno ellos de tal forma que en cada
orbital donde se alojen dos
electrones, éstos tendrán valores
diferentes de spin (+1/2) y (-1/2).
El diagrama de orbitales es útil en
LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA.
Determina en que lugar de la tabla se puede localizar o situar un electrón. Los elementos del período están ordenados por número atómico creciente y este es igual al
número de protones que hay en el núcleo del átomo, y si este es neutro será igual al número de electrones.
Al acomodar los electrones de cada elemento del
período se observa que conforme aumenta en un el número atómico aumenta en uno el número de electrones. Cada
elemento posee un electrón de más que lo diferencia del que lo antecede. Este electrón de más recibe el nombre de
Pasos en la escritura de
Pasos en la escritura de
configuraciones
configuraciones
electrónicas
electrónicas
Elabore el diagrama de orbitales
Elabore el
diagrama de orbitales
llenando con los electrones primero los
llenando con los electrones primero los
niveles de menor energía y así
niveles de menor energía y así
sucesivamente hasta los de mayor
sucesivamente hasta los de mayor
energía.
energía.
Cuando dos o más orbitales tienen la
Cuando dos o más orbitales tienen la
misma energía, adicione un electrón a
misma energía, adicione un electrón a
cada uno de ellos, luego complételo,
cada uno de ellos, luego complételo,
(Regla de Hund)
(Regla de Hund)
Escriba la configuración electrónica
Escriba la
configuración electrónica
según la notación electrónica:
según la notación electrónica:
nl
nl
xxNivel de
energía Subnivel de energía
Número de electrones
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.
Para desarrollar la configuración electrónica de cualquier elemento, es necesario tomar en cuenta las siguientes reglas y principios:
a.principio de exclusión de Pauli b.principio de Aufbau
c.regla de Hund o máxima multiplicidad notación electrónica
notación electrónica diagrama de orbitales
H s1
Nivel:
1 s 1 electrón
∟ ∟Subnivel ↓
Anomalías.
Cr (Ar) 3d5 4s1 Debería ser Cr (Ar) 3d4 4s2, pero
un electrón s pasa al subnivel d, a fin de que todos los electrones queden impares
(Cinco impares en d y uno en s)
29 Cu (Ar) 3d10 4s1: Un electrón del subnivel s pasa al
subnivel d para que todos los 10 electrones de este último subnivel d queden apareados. Esto le da más estabilidad al
cobre.
Pd (Kr) 4d10 5s0 En el paladio los dos electrones
5s2 pasan a 4d con lo que se completa este subnivel 4d10
pero el subnivel s queda en 5s0 pudiendo omitirse al escribir
la escritura
En 1916, Arnold Sommerfeld, con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein, hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:
Los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas circulares o elípticas.
A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.
El electrón es una corriente eléctrica minúscula.
En consecuencia el modelo atómico de Sommerfeld es una generalización del modelo atómico de Bohr desde el punto de vista relativista, aunque no pudo demostrar las formas de emisión de las órbitas elípticas, solo descartó su forma circular
