configuracion electronica

QUÍMICA MENCIÓN
QM-04

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

2014

LOS

NÚMEROS

CUÁNTICOS

En el material Nº1 se aclaró que el modelo planteado por Niels Bohr solucionó en parte el
problema energético asociado a los electrones, sin embargo, una vez aplicada la teoría a un
átomo con mayor valor de Z (mayor cantidad de electrones) se observaron inconsistencias físicas
que Bohr no pudojustificar. Anexo a ello y como consecuencia del principio de indeterminación
(Heisenberg) fue imposible en esa fecha dar una descripción de la posición y movimiento de los
electrones en el lenguaje de la física clásica. Los postulados planteados por Planck, tiempo
después (nacimiento de la mecánica cuántica), permitieron entregar una representación más
satisfactoria de las partículas con masadespreciable.
A pesar de esto, para los científicos estaba claro que:
Todos los átomos de un elemento debían tener un núcleo positivo formado por protones y
neutrones
El núcleo de cualquier átomo representa un 1% del total de volumen disponible
Los electrones de un átomo están en continuo movimiento alrededor del núcleo
Los electrones, mientras permanecen en un nivel, no cambian su energía
Si unelectrón se aleja del núcleo, aumenta su energía, si se acerca ésta disminuye
De acuerdo con los postulados cuánticos existe una zona del espacio donde se ubican los
electrones, esta zona se denomina orbital y se determina resolviendo la función de onda
asociada a un electrón
Todos los electrones de un átomo son distintos a pesar de tener masa y carga eléctrica
iguales
La situaciónenergética de cada electrón está definida por cuatro estados cuánticos. A cada
estado cuántico le corresponde un número, de modo que hay 4 números asociados a cada
electrón. Estos números describen los orbitales atómicos e identifican los electrones dentro del
átomo. La asignación de estos números para cada electrón se relaciona directamente con la
resolución de la ecuación matemática descrita porSchrödinger.
Cada número cuántico indica características distintas asociadas a un electrón, así por ejemplo:
el número n corresponde al nivel de energía donde se encuentra el electrón
el número l corresponde al orbital
el número magnético m se relaciona con la forma (distribución espacial) del orbital
asignado
el número s describe el momento angular del electrón.

2

n:

Número cuánticoprincipal

Nivel energético, distancia máxima entre núcleo y electrón

Determina el nivel energético de la región que
ocupa el electrón. A mayor valor de n, mayor
es la energía de la nube electrónica. El valor
de n va desde el 1 en adelante (hasta ∞),
según el nivel donde se encuentre el electrón
(originalmente se designó con letras).
El movimiento de los electrones en estos
niveles no esuniforme, de modo que la forma
circular es sólo una ilustración para estos
niveles.

l:

Número cuántico azimutal (secundario)

Forma del orbital. Se obtiene como solución a la ecuación de
Schrödinger.
Se define como la zona del espacio
probabilidad de encontrar un electrón.

donde

existe

mayor

El número l toma valores asociados a n, que van desde 0 (cero) hasta n-1. A cadaletra le
corresponde un número, por lo tanto

Si n=1
Si n=2
Si n=3

entonces
entonces
entonces

Orbital s: (l = 0)

l=0
l=0ó1
l=0ó1ó2
Orbitales p: (l = 1)

3

Orbitales d: (l = 2)

Orbitales f: (l = 3)

Si sólo utilizáramos los números cuánticos principal (n) y azimutal (l), nos quedaría la siguiente
distribución numérica de difícil lectura

n l1
2
3
4

0
021
03132
0414243

Como a cada orbital se le asignó una letra, la distribución anterior quedará:

1
2
3
4

s
s2p
s3p3d
s 4 p 4 d4 f

En general:
orbital
s
p
d
F

Valor de l
0
1
2
3

4

Nombre
sharp
principal
diffuse
fundamental

m: Número cuántico magnético
Orientación espacial del orbital en respuesta al campo magnético
ejercido por...