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Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado” Decanato de Ciencias de la Salud Departamento de Ciencias Funcionales Sección Bioquímica Química Orgánica

Unidad I

Enlace Químico e Interacciones Intermoleculares

Dr. Víctor J. Sánchez V.

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1. NÚMEROS CUÁNTICOS. En el átomo, los electrones se sitúan siguiendo caminos determinados llamados orbitales. Cada orbital está definidopor cuatro números cuánticos (n, l, m, s), que determinan el tamaño, la forma y la orientación del orbital. Estos aparecen en las soluciones de la ecuación de Schrödinger. Cada electrón posee 4 números cuánticos en virtud de su posición, por tanto según el principio de exclusión de Pauli no puede haber 2 electrones con los cuatro números cuánticos iguales dentro del átomo. 1.1. NÚMERO CUÁNTICOPRINCIPAL. El número cuántico principal, n, determina el tamaño del orbital, por tanto, la distancia al núcleo de un electrón vendrá determinada por este número cuántico. Puede tomar cualquier valor natural distinto de cero: n = 1, 2, 3, 4... y dependiendo de su valor, cada capa recibe como designación una letra. Cuando el número cuántico Principal es 1, la capa se denomina K, para 2, L; si es 3, M;para 4,N; si 5 P, etc. “Cada órbita se corresponde con un nivel energético” Varios orbitales pueden tener el mismo número cuántico principal, y de hecho lo tienen, agrupándose en capas. Los orbitales que tienen el mismo número cuántico principal forman una capa electrónica. Cuanto mayor sea el número cuántico principal, mayor será el tamaño del orbital y, a la vez, más lejos del núcleo estarásituado. 1.2. NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO (AZIMUTAL). Una capa se divide en subcapas correspondientes a los diferentes valores de l. El número cuántico azimutal “ l ” determina la excentricidad de la órbita,

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cuanto mayor sea, más excéntrica será, es decir, más aplanada será la elipse que recorre el electrón. “Indica la forma del orbital, que puede ser circular, si vale 0, o elíptica, sitiene otro valor.” El valor del número cuántico azimutal depende del valor del número cuántico principal y va, desde 0 a una unidad menos que n. Si el número cuántico principal vale 1 (n = 1), el número cuántico azimutal sólo puede valer 0, ya que sus posibles valores van desde 0 hasta una unidad menos que n. Si por el contrario el número cuántico principal vale 6 (n = 6), el número cuánticoazimutal puede tomar seis valores distintos, desde cero hasta cinco ( l = 0, 1, 2, 3, 4, 5). A cada valor del número cuántico azimutal le corresponde una forma de orbital, que se identifica con una letra minúscula:

l 0 1 2 3 4

Letra s p d f g

Cuanto mayor sea el número cuántico azimutal, más elíptico y achatado será el orbital. Cuando vale cero, el orbital es circular. Cuando vale uno, es algoelíptica. Si es dos, es más achatado y para tres, más todavía...

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1.3. NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO. El número cuántico magnético, m, determina la orientación del orbital. Los valores que puede tomar dependen del valor del número cuántico azimutal, l, varia desde - l hasta + l. Si el número cuántico azimutal vale 0, (l = 0), el número cuántico magnético sólo puede tomar el valor 0. Así,sólo hay un orbital s. Si el número cuántico azimutal vale 1, (l = 1), el número cuántico magnético puede tomar los valores -1, 0 y 1, ya que sus posibles valores van desde – l hasta l. Hay, por lo tanto, tres orbitales p, ya que si l = 1 el orbital se llama p. En general, para un valor l, habrá 2·l + 1 orbitales: l 0 1 2 3 4 tipo s p d f g Orbitales 1 3 5 7 9 Puesto que el valor de m depende delvalor que tenga el número cuántico azimutal, l, y éste toma valores dependiendo del número cuántico principal, n, y, por tanto, de la capa electrónica, el número de orbitales variará de una capa a otra.

En la primera capa electrónica n = 1, por lo tanto l = 0 y, forzosamente, m = 0. Sólo hay un único orbital, de tipo s. En la segunda capa electrónica n = 2, l toma dos valores: 0 y 1; por lo...