UNIDAD 2 QUIMICA

Teoría cuántica y configuración electrónica.
NIVELES DE ENERGÍA DE LOS ORBITALES.
Escribir la configuración electrónica de un átomo consiste en indicar cómo se distribuyen sus electrones entre los diferentes orbitales en las capas principales y las subcapas. Esta distribución se realiza apoyándonos en tres reglas: energía de los orbitales, principio de exclusión de Pauli y regla de Hund.1.  Los electrones ocupan los orbitales de forma que se minimice la energía del átomo. El orden exacto de llenado de los orbitales se estableció experimentalmente, principalmente mediante estudios espectroscópicos y magnéticos, y es el orden que debemos seguir al asignar las configuraciones electrónicas a los elementos. El orden de llenado de orbitales es:1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
Para recordar este orden más fácilmente se puede utilizar el diagrama siguiente:
Empezando por la línea superior, sigue las flechas y el orden obtenido es el mismo que en la serie anterior. Debido al límite de dos electrones por orbital, la capacidad de una subcapa de electrones puede obtenerse tomando el doble del número de orbitales en la subcapa. Así, la subcapa s consiste en unorbital con una capacidad de dos electrones; la subcapa p consiste en tres orbitales con una capacidad total de seis electrones; la subcapa d consiste en cinco orbitales con una capacidad total de diez electrones; la subcapa f consiste en siete orbitales con una capacidad total de catorce electrones. En un determinado átomo los electrones van ocupando, y llenando, los orbitales de menor energía;cuando se da esta circunstancia el átomo se encuentra en su estado fundamental. Si el átomo recibe energía, alguno de sus electrones más externos pueden saltar a orbitales de mayor energía, pasando el átomo a un estado excitado.
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI.
Dos electrones de un mismo átomo no pueden tener iguales sus 4 números cuánticos, es decir, no pueden estar en el mismo estado deenergía.Se consideró que los electrones actúan como pequeños imanes en un campo magnético debido a que giran sobre su propio eje. Ya que un electrón puede girar en dos sentidos (como las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj), se introdujo un cuarto número cuántico, conocido como número cuántico de espín electrónico, ms, que toma dos valores: + o - . El principio de exclusiónde Pauli establece que dos electrones en un átomo no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos (n, l, ml y ms).
Como en un orbital atómico los valores de n, l y m están fijados sólo podrán contener electrones que difieran en el valor de ms. Ya que el número cuántico de espín sólo puede tomar dos valores (+1/2 y -1/2), un orbital atómico podrá estar ocupado como mucho por dos electrones quetengan valores de ms opuestos.
En física cuántica, el principio de exclusión de Pauli es, para los científicos de la especialidad, una regla que establece que dos partículas en el mismo estado (idéntico espín, carga de color, momento angular, etc.) no pueden existir en el mismo lugar y al mismo tiempo.

PRINCIPIO DE AUFBAU O DE CONSTRUCCIÓN.

Debido a que los niveles dentro del átomo difieren enenergía los electrones en los átomos polielectrónicos se distribuyen de acuerdo a la energía de cada orbital. De tal manera que los e- ocupen primero los orbitales de menor energía. Estas energías de los orbitales llevan la siguiente secuencia:

4f 5f
3d 4d 5d 6d
2p 3p 4p 5p 6p 7p
1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s
Principio de relleno o Aufbau. Los electrones entran en el átomo en los distintos orbitales deenergía ocupando primero los de menor energía.
Para saber el orden de energía de los orbitales se usa el diagrama de Mouller.
O Bien se sigue esta regla: "Los orbitales menos energéticos son los de menor valor de n+l. Si los orbitales tienen el mismo valor de n+l, tendrá menos energía los de menor valor de n".
De acuerdo con estas reglas el orden es el siguiente:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d,...