Numeros Cuanticos Y Spin

Química

Números Cuánticos
Los números cuánticos aparecen en las soluciones de la ecuación de Schrödinger. Podemos pensar en las soluciones de la ecuación de onda de Schrödinger son ondas estacionarias de diferente energía.
El ejemplo del movimiento de una cuerda de guitarra nos ayudará a comprender el concepto de onda estacionaria. La cuerda de guitarra vibra pero no se desplaza, por eso esestacionaria. Un nodo es un punto que no se mueve. La longitud de la cuerda tiene que ser un múltiplo del valor de media longitud de onda, ya que en los dos extremos de la cuerda que están fijos debe haber un nodo. Por tanto solo van a ser posibles ciertos estados a los que podemos asignar un valor del número n.
Los números cuánticos son parámetros que describen el estado energético de unelectrón y las características de un orbital.
Los 3 primeros números cuánticos (principal, secundario, magnético) son obtenidos como consecuencia de la resolución matemática de la ecuación de onda de Schrödinger, mientras que el cuarto número cuántico (spin magnético) lo introdujo Paul Dirac en 1928, reformulando la ecuación de onda.
Los principios que sustenta la teoría de la mecánica-cuántica son:principio de dualidad onda-partícula para el electrón y principio de incertidumbre de Heinsenberg el cual señala que no se puede determinar el momento y lugar a la vez de la posición de un electrón, sin embargo es posible determinar la región mas probable donde se puede encontrar (orbital).

Los Orbitales
En 1.927 pudo comprobarse experimentalmente la hipótesis de De Broglie al observarseun comportamiento ondulatorio de los electrones en los fenómenos de difracción.
Un electrón que se mueve alrededor de núcleo puede considerarse ligado a él y podemos describir su movimiento ondulatorio mediante la ecuación de ondas.
Con esta idea, Schrödinger realizó un estudio matemático del comportamiento del electrón en el átomo y obtuvo una expresión, conocida como ecuación de Schrödinger.
Podemosdecir que un orbital atómico es una zona del espacio donde existe una alta probabilidad (superior al 90%) de encontrar al electrón. Esto supone considerar al electrón como una nube difusa de carga alrededor del núcleo con mayor densidad en las zonas donde la probabilidad de que se encuentre dicho electrón es mayor.
Para que la ecuación de Schrödinger tenga significado físico es necesario imponerleunas restricciones que son conocidas como números cuánticos, que se simbolizan de la misma forma que los obtenidos en el modelo atómico de Bohr:
Números cuánticos |
n: | número cuántico principal |
l: | número cuántico del momento angular orbital |
m: | número cuántico magnético |
s: | número cuántico del spin electrónico. |
Estos números cuánticos sólo pueden tomar ciertos valorespermitidos:
Valores permitidos |
para n: | números enteros 1, 2, 3,. |
para l: | números enteros desde 0 hasta (n-1) |
para m: | todos los números enteros entre +l y -l incluido el 0 |
para s: | sólo los números fraccionarios -1/2 y +1/2 |
Los valores del número cuántico n indican el tamaño del orbital, es decir su cercanía al núcleo.
Los valores del número cuántico l definen el tipo deorbital:
• Si l= 0 el orbital es del tipo s
• Si l= 1 los orbitales son del tipo p
• Si l = 2 los orbitales son del tipo d
• Si l= 3 los orbitales son del tipo f

Los Electrones
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Un electrón es una partícula subatómica de carga negativa. Puede ser libre (no conectado a un átomo, o conexionado al núcleo de un átomo. Los electrones en los átomos existen en corazasesféricas de varios radio, representando los niveles de energía. Cuanto más grandes sean estas corazas esféricas, mayor será la energía que contiene el electrón.
En los conductores eléctricos, los flujos de corriente son resultantes de los movimientos de los electrones de átomo a átomo individualmente, y de los polos negativos a los positivos en general. En los materiales semiconductores, la...