Números cuánticos 2016
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NÚMEROS CUÁNTICOS CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Cátedra de Química General e Inorgánica ORBITALES Y NÚMEROS CUÁNTICOS LA RESOLUCIÓN DE LA ECUACIÓN DE ONDA PARA EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO CONDUJO A LA DEFINICIÓN DE TRES NÚMEROS CUÁNTICOS PARA DESCRIBIR UN ORBITAL (REGIÓN DEL ESPACIO EN LA QUE EXISTE GRAN PROBABILIDAD DE ENCONTRAR UN ELECTRÓN). NÚMEROS CUÁNTICOS QUE DESCRIBEN UN ORBITAL ORBITAL 1 – Nº CUÁNTICO PRINCIPAL: n 2 – Nº CUÁNTICO SECUNDARIO : 3 – Nº CUÁNTICO MAGNÉTICO :ml NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL Simbología : n Valores: enteros positivos 1,2,3….. ∞ 1º) distancia “promedio” del electrón al núcleo 2º) energía del electrón NIVELES DE ENERGÍA ELECTRÓNICOS E n=∞ n=5 n=4 n=3 n=2 n=1 NIVELES PRINCIPALES NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO (AZIMUTAL O DE MOMENTO ANGULAR) Simbología : Valores: enteros desde 0 hasta (n – 1) 1º) Forma de la nube electrónica 2° ) A cada valor de corresponde a una letra Valor de 0 1 2 3 Letra empleada s p d f SUBNIVELES DE ENERGÍA n 1 0 0 Subnivel N° subniveles/nivel = n 1s 1 2s 2 2 1 2p NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO Simbología : m Valores: enteros desde - hasta + pasando por cero Asociado con la orientación de la nube electrónica en el espacio. ORBITALES ATÓMICOS n Subnivel m N° N° Orbital orbitales orbitales /subnivel /nivel = = 2 + 1 n2 1s 1 1 1 0 1s 0 0 2s 0 2s 2p -1 0 +1 2px 2py 2pz 2 1 1 4 3 REPRESENTACIÓN DE ORBITALES Orbitales s Todos los orbitales s tienen simetría esférica. Al aumentar n, aumenta la probabilidad de que el electrón esté lejos del núcleo. Orbitales s: = 0 ; m = 0 REPRESENTACIÓN DE ORBITALES Orbitales p Los orbitales p son bilobulados. Al aumentar n, aumenta el tamaño de los orbitales p (4p>3p>2p). Orbitales p: = 1 ; m = -1;0;+1 REPRESENTACIÓN DE ORBITALES Orbitales d Los orbitales d tienen forma de un trébol de cuatro hojas, con excepción del dz2. Orbitales d: = 2 ; m = -2;-1;0;+1;+2 NÚMERO CUÁNTICO de SPIN “spin del electrón” Simbología : ms Valores: sólo toma dos valores: +½ y - ½ Asociado con el giro del electrón sobre su propio eje NÚMERO CUÁNTICO de SPIN Representación gráfica: (↑) (↓) PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI EN UN ÁTOMO NO PUEDE HABER DOS ELECTRONES QUE TENGAN EL MISMO CONJUNTO DE CUATRO NÚMEROS CUÁNTICOS n, , m y ms Dado que un orbital está definido por los tres primeros números cuánticos, este principio limita a DOS ELECTRONES el número máximo de electrones en un orbital que deben DIFERIR EN SUS SPINES REPRESENTACIÓN: ↑↓ ↑↓ NÚMERO DE ELECTRONES POR NIVEL n m ms 1 0 0 +1/2; -1/2 0 0 +1/2; -1/2 1 -1 0 +1 +1/2; -1/2 +1/2; -1/2 +1/2; -1/2 2 N° orbitales N° electrones /nivel = n2 /nivel = 2 n2 1 2 4 8 Si N° orbitales /nivel = n2 , Nº de electrones /nivel = 2 n2 REPRESENTACIÓN MEDIANTE DIAGRAMA DE ORBITALES Cada orbital se representa con un cuadrado Cada electrón se representa con una flecha Cuando dos electrones con espines opuestos ocupan el mismo orbital, se dice que están apareados. Ej.: 3Li 1s 2s CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA La forma en que los electrones se distribuyen entre los diferentes orbitales de un átomo es su configuración electrónica. La distribución electrónica en un átomo aislado en su estado de menor energía (no excitado) se denomina Configuración electrónica del estado fundamental. Por tanto, los orbitales se llenan en orden de energía creciente, con un máximo de dos electrones por orbital. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA En un átomo con muchos electrones, para un valor dado de n, la energía de un orbital aumenta al incrementarse el valor de ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS – PRINCIPIO DE AUFBAU Los electrones se asignan a orbitales según el orden creciente de n + En los subniveles con el mismo valor de (n + )los electrones se asignan primero al subnivel con menor valor de n Ej.: 4s < 3d n n+ 4s 4 0 4 3d 3 2 5 ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS – PRINCIPIO DE AUFBAU Número cuántico principal Número de electrones por subnivel 1s2 Subnivel Configuración electrónica del berilio: 2 2s2 Be: 1s 4 Configuración electrónica abreviada: [He] 2s2 REGLA DE HUND Todos los orbitales de un subnivel dado, primero se ocupan con un solo electrón antes de comenzar el apareamiento. Esos electrones desapareados tienen espines paralelos. Ej.: C: 1s2 2s2 2p2 1s2 2s2 2px1 2py1 PARAMAGNETISMO Y DIAMAGNETISMO Las sustancias paramagnéticas tienen electrones desapareados y son débilmente atraídas por un imán. 2 2 2 6C: 1s 2s 2p 1s2 2s2 2px1 2py1 Las sustancias diamagnéticas tienen electrones apareados y los campos magnéticos las repelen muy débilmente. 2 2 4Be: 1s 2s
