Periferia del Átomo

PERIFERIA DEL ÁTOMO
NÚMEROS CUÁNTICOS

Los números cuánticos se emplean para definir los estados energéticos y los orbitales disponibles para el electrón. Son análogos al “código postal” atómico, indicando la energía alternativa y la ubicación aproximada del electrón.
Cada electrón posee un conjunto de números denominados números quánticos, tres de dichos números se designan por lossímbolos n, l y m. Los orbitales se diferencian entre si por su energía, por la forma y orientación espacial de su nube electrónica. Más adelante se vera la necesidad de un cuarto número cuántico para describir completamente un electrón en un átomo multielectrónico, designado“ s “por lo que cada electrón posee un conjunto de 4 números cuánticos.

Primer número cuántico: número cuántico principal (n)Designa al nivel de energía principal, también se relaciona con la distancia promedio del electrón al núcleo. A mayor valor de n, mayor es la distancia promedio de un electrón en el orbital y en consecuencia menos estable es el orbital.
Solo puede tomar valores enteros comenzando por 1.

Segundo número cuántico: del momento angular (l )subniveles s, p, d y f
Indica la “forma” de losorbitales.
Los números cuánticos n y l están relacionados; l puede tomar cualquier valor entero comenzando por 0 y alcanzando un máximo de n – 1
En general se representan con las letras s,p,d,f,etc.
Al conjunto de orbitales con el mismo valor de n se le da el nombre de nivel o capa.
Uno o más orbitales con los mismos valores de n y l se conocen como subnivel o subcapa
Designación de los subnivelespara los 4 niveles principales

n
1
2
3
4
l
0
0
1
0
1
2
0
1
2
3
subnivel
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f

Tercer número cuántico: número cuántico magnético (m); orbitales
Cada subnivel contiene uno o mas orbitales que se diferencian entre si por el valor asignado al tercer número quántico ml, este número cuántico determina la dirección en el espacio de la nubeelectrónica que rodea el núcleo. Dentro de un subnivel su valor esta relacionado con el del momento angular l y puede tomar cualquier valor entero entre l y – l incluyendo el 0.
El número de valores de m l, indica el número de orbitales en un valor específico de l

Cuarto número cuántico “ s “; Spin del electrón
Un electrón tiene las propiedades magnéticas correspondientes a una partícula cargadagirando sobre su eje, en sentido horario o antihorario. Puede tener 2 valores posibles, + ½ y - ½.

ORBITALES ATÓMICOS

Existe una relación entre los números cuánticos y los orbitales atómicos que se muestra en la siguiente tabla:

n

l

ml
Número de orbitales
Designación de los orbitales atómicos
1
0
0
1
1s
2
0
0
1
2s

1
-1,0,1
3
2px, 2py, 2pz
3
0
0
1
3s

1-1,0,1
3
3px, 3py, 3pz

2
-2,-1,0,1,2
5
3dxy,3dz2,3dxz,3dyz, 3dx2-y2



FORMA DE LOS ORBITALES ATÓMICOS

Orbitales s:
La función de onda para un electrón con n = 1 y l = 0, es decir para el orbital 1 s, si se pudiera fotografiar el electrón 1s a intervalos de 1 segundo durante miles de segundos la foto compuesta sería una nube de puntos, de modo que se llama a este tipo derepresentación como foto de nube electrónica. En ella se ve que la densidad de puntos es mayor cerca del núcleo, lo que indica que con mayor frecuencia el electrón se encuentra cerca del mismo o hay una mayor probabilidad de encontrarlo allí. En términos de mecánica cuántica la densidad electrónica es mayor cerca del núcleo.
Los orbitales 1s,2s,3s, etc. tienen forma esférica pero son de distinto tamaño, elque se incrementa conforme lo hace el número n al igual que la energía.



Orbitales p:
Son aquellos en que l=1 y todos tiene la misma forma básica y una superficie nodal plana.
La densidad electrónica no se distribuye en forma esférica como en el orbital s sino que se concentra en dos lados del núcleo, separada por un nodo, se suele decir que este orbital tiene dos lóbulos. Los...