Clases de Química General – Mecánica cuántica sin formulas, los cuatro números cuánticos

Curso online de química gratis/ Estas en la lección de química general numero: 6 (ver todas)

Números Cuánticos

Como visto en la clase anterior, en 1924 Heisenberg explicó el principio de indeterminación que lleva su nombre. Dos años más tarde, Schrödinger formuló la ecuación de onda, que permite establecer cuales son las zonas donde es más probable hallar un electrón en movimiento. Si bien no profundizaremos la ecuación en cuestión porque va más allá del objetivo de este curso, es importante saber que existe una ecuación de onda para cada electrón, que describe su movimiento.

Para resolver la ecuación de onda se deben introducir determinados parámetros llamados números cuánticos. Cada electrón de un átomo puede ser descrito con los 4 valores numéricos, correspondientes a los números cuánticos.
Esta descripción detallada nos permite establecer una configuración electrónica de un átomo, es decir, el orbital atómico, el subnivel y el nivel energético en donde se encuentran los electrones.

Los cuatro números cuánticos

Numero cuántico principal
El numero cuántico principal se indica con la letra «n» e indica el nivel energético principal en donde se encuentra el electrón. Este valor esta relacionado con la distancia media del electrón al núcleo y nos da una idea de cuanto sea grande el orbital donde se encuentra.

Los valores que puede adquirir el numero cuántico principal va de 1 a 7.
n puede ser igual a 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Numero cuántico secundario (o de momento angular o azimutal o de forma).

Se indica con la letra «l» y describe la forma del orbital atómico.
Por cada nivel de energía, indicado con el numero cuántico principal, existen diferentes subniveles de energía. A cada subnivel de energía corresponde una forma característica.
El numero secundario, por lo tanto, describe un subnivel y una forma especifica del orbital atómico que el electrón puede ocupar.
l puede asumir valores de 0 a n-1l = 0, 1, 2, 3, …, (n-1)

A cada valor de l se puede asociar una letra (minúscula) que lo identifique:
0 = s
1 = p
2 = d
3 = f

Si por ejemplo se tiene un valor n=3, l = 0, 1, 2.
Esto quiere decir que para un nivel energético 3, existen 3 subniveles: s, p, d.

Cada subnivel contiene uno o más orbitales. La cantidad de orbitales en cada subnivel y su orientación espacial están determinados por el numero cuántico magnético (tercer numero cuántico) que se indica con la letra m . El numero cuántico magnético, depende de «l», ya que los valores que puede tener son de -l a +l, pasando por 0 (cero).

-l, 0, +l

por ejemplo:

l=1     ;      m= -1, 0, 1    ; es decir, existen 3 orbitales de forma p (p corresponde al valor 1 de «l»)

l=2    ;       m = -2, -1, 0, +1, +2 (5 orbitales d)

El numero cuántico ml indica un especifico orbital al interno de un subnivel. Los orbitales de un mismo subnivel difieren solo por su orientación en el espacio y no por diferente energía, son isoenergeticos.

El cuarto numero cuántico, que no es un resultado de la ecuación de Schrodinger, más bien se introdujo para explicar determinadas características de los espectros de emisión. Se consideró que los electrones podían girar en torno a un eje propio, bien en sentido horario o bien en sentido anti-horario  A este numero se le llama numero cuántico de espín y se indica como ms. Los valores que ms puede tener son: -1/2 o +1/2

Los números cuánticos n, l, m, definen un determinado orbital, mientras que n, l, m, ms, definen a un electrón en un determinado orbital.

Dejar un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *