quimica

2.2 Estructura electrónica del átomo
Aunque los conocimientos actuales sobre la estructura electrónica de los átomos son bastante complejos, las ideas básicas son las siguientes: 1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. 2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, quepueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f. 3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7).
Laconfiguración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos paraformar compuestos.
2.2.1 Fundamentos de la teoría cuántica ondulatoria
El modelo actual del átomo se basa en la mecánica cuántica ondulatoria, la cual está fundamentada en cuatro números cuánticos, mediante los cuales puede describirse un electrón en un átomo.
1) NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (n)
Representa los niveles energéticos. Se designa con números enteros positivos desde n=1 hasta n=7 paralos elementos conocidos. Para calcular el número máximo de electrones que acepta cada nivel se calcula con la fórmula 2n donde "n" es el nivel. El valor de "n" determina el volumen efectivo.
2) NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO O AZIMUTAL ( l )
Determina el subnivel y se relaciona con la forma del orbital. Cada nivel energético ( n ) tiene "n" subniveles. Se designa con números que van de cero a n-1,los cuales se identifican con las letras s, p, d, f.
NIVEL
SUBNIVEL
(número asignado)
LETRA
1
l = 0
s
2
l = 0
l = 1
s
p
3
l = 0
l = 1
l = 2
s
p
d


3) NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (m)
Representa los orbitales presentes en un subnivel. Se designa con números que van de -l a + l pasando por cero.
 4) NÚMERO CUÁNTICO POR SPIN (s)
Se relaciona con el giro del electrón sobre supropio eje. Al estar juntos en un mismo orbital, un electrón gira hacia la derecha y otro hacia la izquierda. Se le asignan números fraccionarios: -1/2 y +1/2

2.2.2 Principios de la teoría cuántica
Motivaciones y definición
Limitaciones en la mecánica cuántica
En mecánica cuántica «ordinaria», un conjunto de partículas se describe mediante una función de onda Ψ(r1, ..., rn), que recoge laprobabilidad de encontrar a cada una de estas en un punto dado.n 3 Además, la evolución en el tiempo de esta función de onda está dictada por la ecuación de Schrödinger:
Sin embargo, este esquema no describe correctamente algunos aspectos presentes en ciertos sistemas físicos:
Creación y destrucción
Durante la evolución de este sistema, el número de partículas se mantiene finito e invariable—a saber, n—. Sin embargo, en experimentos de altas energías es corriente que el número de partículas varíe —por ejemplo en la desintegración de un neutrón, o laaniquilación de un electrón y un positrón en fotones—, como consecuencia de la famosa relación masa-energía de la relatividad. Además, en el contexto de física del estado sólido, las excitaciones de un colectivo de átomos se reinterpretancomo cuasipartículas, como el fonón,n 5 cuyo número es también variable.1 13
Invariancia relativista
Esta ecuación no refleja las propiedades de la cinemática relativista. Su límite clásico describe el movimiento de una partícula bajo las leyes de la mecánica galileana, en lugar de la mecánica relativista: el primer término de la izquierda en (1) se corresponde con la energía cinética no...