GUÍA DE NÚMEROS CUÁNTICOS

GUÍA DE

NÚMEROS CUÁNTICOS I Medio

Mientras que en el modelo de Bohr se hablaba de órbitas definidas, en el modelo mecano-cuántico de Schrödinger se habla de “orbitales” que son las distribuciones probables en las que se puede encontrar un electrón con cierto nivel de energía. Así para un electrón existe una región en torno al núcleo dónde hay una mayor probabilidad de encontrar al electrón, región donde hay una mayor densidad electrónica.

De la resolución de la ecuación de onda de Schrödinger se obtiene una serie de funciones de onda (o probabilidades de distribución de los electrones) para los diferentes niveles energéticos que se denominan orbitales atómicos.

Mientras que el modelo atómico de Bohr se utilizaba un número cuántico(n) para definir una órbita, el modelo de Schrödinger (mecano-cuántico) se utiliza cuatro números cuánticos para describir un orbital: n, l, m y s. Números cuánticos

Número cuántico principal (n): Representa al nivel de energía o volumen del orbital. Dicho de otra manera el número cuántico principal determina el tamaño de los orbitales, por tanto, la distancia al núcleo de un electrón vendrá determinada por este número cuántico. Todos los orbitales con el mismo número cuántico principal forman una capa o nivel.

Ejemplo: para n = 4; l = 0, 1, 2, 3.

Número cuántico secundario (l): Identifica al subnivel de energía del electrón y se le asocia a la forma del orbital. Sus valores dependen del número cuántico principal "n", es decir, sus valores son todos los números enteros entre 0 y (n-1), es decir, l = 0, 1, 2, … , (n- 1)

Para cada valor de l se asocia una letra minúscula: para l =0: orbital s, para l = 1: orbital p, l =2 orbital d, l =3 orbital f, etc…

Para evitar confusión, la comunidad científica ha aceptado que los números que representan los subniveles sean sustituidos por letras s, p, d, f, así:

n l en número l en letra 1 0 s 2 0, 1 s, p 3 0, 1, 2 s, p, d 4 0, 1, 2, 3 s, p, d, f

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Fig. 2. Forma de los orbitales

Número cuántico magnético (m): Describe la orientación espacial de los orbitales. Sus valores son todos los números enteros del intervalo (-l al +l) incluyendo el 0.

Ejemplo: n = 3, l = 0, 1, 2, m = -2, -1, 0, +1, +2.

Dicho de otra manera, El número cuántico magnético determina la orientación espacial de los orbitales, de las elipses. El conjunto de estos tres números cuánticos determinan la forma y orientación de la órbita que describe el electrón y que se denomina orbital.

Número cuántico de espín (s): Describe el giro del electrón en torno a su propio eje, en un movimiento de rotación. Este giro puede hacerlo sólo en dos direcciones, opuestas entre sí. Por ello, los valores que puede tomar el número cuántico de spin son -1/2 y +1/2. Dicho de otra manera, cada electrón, en un orbital, gira sobre sí mismo.

Según el principio de exclusión de Pauli, en un átomo no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales, así que en cada orbital sólo podrán colocarse dos electrones (correspondientes a los valores de s +1/2 y -1/2) y en cada capa o nivel podrán situarse 2n2 electrones (dos electrones en cada orbital). La distribución de los electrones en los orbitales de un átomo, descrita por los números cuánticos, se denomina configuración electrónica.

En relación a los números cuánticos, podemos resumir:

N° cuántico principal (n)

N° cuántico secundario (l)

Para cada valor de (l) se asocia una letra minúscula o subnivel

N° cuántico magnético (ml)

N° de orbitales por subnivel. Ej. Como el subnivel (s) solo tiene un valor de N° magnético, los subniveles (s) solo tendrán un orbital, los subniveles p tienen 3, y así Sucesivamente.

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