estructura atomica

UNIDAD 2:

ESTRUCTURA ATÓMICA Y BIOELEMENTOS

4. MECÁNICA CUÁNTICA Y NÚMEROS CUÁNTICOS
INTRODUCCIÓN
NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL
NÚMERO CUÁNTICO DEL MOMENTO ANGULAR (l)
NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (ml)
NÚMERO CUÁNTICO DE ESPÍN DEL ELECTRÓN (mS)
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI (Wolfgan Pauli, 1900-1958)
REPRESENTACIÓN DE LOS ORBITALES
LAS ENERGÍAS DE LOS ORBITALES ATÓMICOS
5. CONFIGURACIÓNELECTRÓNICA
INTRODUCCIÓN
MECÁNICA CUÁNTICA Y CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
DIAMAGNETISMO Y PARAMAGNETISMO
EFECTO DE PANTALLA EN ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS
REGLA DE HUND
PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN (AUFBAU)

LOGROS:
1. Reconoce la relación entre la estructura atómica, las analogías y diferencias
entre propiedades físicas y químicas de los elementos.
2. Comprende que la mecánica cuántica ademásde ser una teoría físicomatemática, permite describir procesos biológicos y el comportamiento de
biomoléculas.
3. Relaciona las propiedades físicas y químicas de los elementos con la
configuración electrónica.
4. Conoce por qué los elementos biogenésicos han sido seleccionados por la
materia viva.

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4. MECÁNICA CUÁNTICA Y NÚMEROS CUÁNTICOS
4.1. INTRODUCCIÓN
El modelo de Bohr es unmodelo unidimensional que utiliza un número cuántico (n) para
describir la distribución de los electrones en el átomo. El número cuántico principal determina el
tamaño de las órbitas, por tanto, la distancia al núcleo de un electrón vendrá determinada por este
número cuántico. Todas las órbitas con el mismo número cuántico principal forman una capa
energética. Su valor puede ser cualquier númeronatural mayor que 0 (1, 2, 3...) y dependiendo de
su valor, cada capa recibe como designación una letra. Si el número cuántico principal es 1, la capa
se denomina K, si 2 L, si 3 M, si 4 N, si 5 P, etc.
Partiendo de la teoría de onda-partícula que para la materia postuló De Broglie, Erwin
Schrödinger y Werner Heisenberg, por métodos diferentes, idearon en 1926 el modelo mecánicocuántico omecánico-ondulatorio, el cual continúa siendo la base de los conceptos modernos
acerca de la estructura atómica.
Este modelo atómico de Erwin Schrodinger permitió pensar en un espacio tridimensional
para el electrón. Por lo tanto requiere de mínimo tres números cuánticos (coordenadas) para
describir los orbitales en los que se puede encontrar dicho electrón.
Schrödinger dedujo, además, una ecuaciónmatemática (llamada ecuación de onda) cuya
solución condujo a "estados estacionarios de energía electrónica" en los átomos, es decir a los
llamados capas o niveles de energía. En esta ecuación, el electrón es tratado en función de su
comportamiento ondulatorio.
La descripción del átomo mediante la mecánica ondulatoria está basada en el cálculo de las
soluciones de la ecuación de onda, quedescribe el comportamiento y la energía de las partículas
submicroscópicas, en la cual se establece el carácter de partícula (en función de la masa) como el
carácter de onda en términos de función de onda Ψ (psi).

Ψ: función de onda. Contiene la información sobre la posición del electrón. También se denomina orbital,
por analogía con las órbitas de los modelos atómicos clásicos.
Ψ2: es lallamada densidad de probabilidad relativa del electrón y representa la probabilidad de encontrar el
electrón en un punto del espacio (x,y,z)
m: masa del electrón
h: constante de Planck
E: energía total del electrón (depende de sus coordenadas x,y,z)
v: energía potencial del electrón (depende de sus coordenadas x,y,z)

Por tal razón ya no se habla de las órbitas definidas del modelo de Bohr,sino de
distribuciones probables para un electrón con cierto nivel de energía. La función de onda al
cuadrado (Ψ2) representa la distribución de probabilidad de encontrar al electrón en cierta región del
espacio, denominado densidad electrónica.
Aunque el uso de la ecuación de onda condujo a valores para los estados estacionarios de
energía electrónica, fue incapaz de describir con exactitud...