quimica 1

1.5 Teoría cuántica y configuración electrónica
1.5.1 Niveles de energía de los orbitales
En química, la configuración electrónica es la manera en la cual los electrones están ordenados en un átomo, molécula o en otra estructura física, de acuerdo con la aproximación orbital en la cual la función de onda del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizado. Cualquier conjunto deelectrones en un mismo estado cuántico deben cumplir el principio de exclusión de Pauli al ser partículas idénticas. Por ser fermiones (partículas de espín semientero) el principio de exclusión de Pauli nos dice que la función de onda total (conjunto de electrones) debe ser antisimétrica. Por lo tanto, en el momento en que un estado cuántico es ocupado por un electrón, el siguiente electrón debeocupar un estado cuántico diferente.
En los átomos, los estados estacionarios de la función de onda de un electrón en una aproximación no relativista (los estados que son función propia de la ecuación de Schrödinger en donde es el hamiltoniano monoelectrónico correspondiente; para el caso general hay que recurrir a la ecuación de Dirac de la mecánica cuántica de campos) se denominan orbitalesatómicos, por analogía con la imagen clásica de los electrones orbitando alrededor del núcleo. Estos estados, en su expresión msica, se pueden describir mediante cuatro números cuánticos: n, l, m y ms, y, en resumen, el principio de exclusión de Pauli implica que no puede haber dos electrones en un mismo átomo con los cuatro valores de los números cuánticos iguales.
De acuerdo con este modelo, loselectrones pueden pasar de un nivel de energía orbital a otro ya sea emitiendo o absorbiendo un cuanto de energía, en forma de fotón. Debido al principio de exclusión de Pauli, no más de dos electrones pueden ocupar el mismo orbital y, por tanto, la transición se produce a un orbital en el cual hay una vacante.

1.5.2 Principio de exclusión de Pauli
Este principio establece que: dos electrones en unátomo no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos, en otras palabras, solo dos electrones pueden existir en el mismo orbital atómico, y estos electrones deben tener espines opuestos.
Un ejemplo es el Helio, siguiendo el principio de Pauli su configuración es:
                               He   1s2      ↓
  1s
Los tres primeros número cuánticos, n, l y ml determinan un orbital específico.Dos electrones, en un átomo, pueden tener estos tres números cuánticos iguales, pero si es así, deben tener valores diferentes del número cuántico de espín. Podríamos expresar esto diciendo lo siguiente: en un orbital solamente puede estar ocupado por dos electrones y estos electrones deben tener espines opuesto:  ↓

1.5.3 Principio de auf bau o construcción
El principio de Aufbau establece: quecuando los protones se agregan al núcleo de uno para construir los elementos, los electrones se suman de la misma forma a los orbitales atómicos.
Por lo tanto la configuración electrónica de todos los elementos se representan por un núcleo de gas noble, el cual muestra entre paréntesis al elemento gas noble que precede al elemento que se considera. Un ejemplo es el Calcio:
                   Ca(Z=20)=[Ar]4s2 

1.5.4 Principio de máxima multiplicidad de Hund
La regla de Hund establece: que la distribución más estable de electrones en los subniveles es aquella que tenga el mayor número de espines paralelos.
Por ejemplo el fósforo tiene un número atómico de 15 sus tres últimos electrones se encuentran en el subnivel p el nivel 3, la colocación de estos tres electrones se puede representar dela siguiente manera:

 


             Correcto                                                            incorrecto
Sería incorrecto� si estos tres últimos electrones de fósforo solo ocuparan dos orbítales del subnivel p.
La regla de Hund se base en el hecho de que los electrones se repelen uno al otro. Al ocupar diferentes orbítales, los electrones permanecen tan alejados uno de otro, como...