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Números Cuánticos
Los números cuánticos son valores numéricos que nos indican las
características de los electrones de los átomos, esto esta basado desde luego
en la teoría atómica de Neils Bohr que es el modelo atómico mas aceptado y
utilizado en los últimos tiempos.
Los números atómicos más importantes son cuatro:
 Número Cuántico Principal.
 Número Cuántico Secundario.
 Número Cuántico Magnético.
 Número Cuántico de Spin.
Número Cuántico Principal (n)
El número cuántico principal nos indica en que nivel se encuentra el electrón,
este valor toma valores enteros del 1 al 7.
Número Cuántico Secundario (l)
Este número cuántico nos indica en que subnivel se encuentra el electrón, este
número cuántico toma valores desde 0 hasta (n - 1), según el modelo atómico
de Bohr - Sommerfield existen además de los niveles u orbitas circulares,
ciertas órbitas elípticas denominados subniveles. Según el número atómico
tenemos los numeros:







l=0
l=1
l=2
l=3
l=4
l=5
l=6
s
p
d
f
g
h
i
sharp
principal
diffuse
fundamental
Número Cuántico Magnético (m)
El número cuántico magnético nos indica las orientaciones de los orbitales
magnéticos en el espacio, los orbitales magnéticos son las regiones de la nube
electrónica donde se encuentran los electrones, el número magnético depende
de l y toma valores desde -l hasta l.
Número Cuántico de Spin (s)
El número cuántico de spin nos indica el sentido de rotación en el propio eje de
los electrones en un orbital, este número toma los valores de -1/2 y de 1/2.
De esta manera entonces se puede determinar el lugar donde se encuentra un
electrón determinado, y los niveles de energía del mismo, esto es importante
en el estudio de las radiaciones, la energía de ionización, así como de la
energía liberada por un átomo en una reacción.
Principio de Exclusión de Pauli
El mismo dice "En un mismo átomo no puede existir dos electrones que tengan
los mismos números cuánticos" de esta manera podemos entonces afirmar que
en un mismo orbital no puede haber más de dos electrones y que los mismos
deben tener distinto número de spin.
Regla de Hund
Cuando se llena orbitales con un mismo nivel de energía o lo que es lo mismo
que se encuentran en un mismo subnivel se debe empezar llenando la mitad
del subnivel con electrones de spin +1/2 para luego proceder a llenar los
subniveles con electrones de spin contrario (-1/2).
Números Cuánticos
Son cuatro los números encargados de definir la ecuación de onda asociada a
cada electrón de un átomo: el principal, secundario, magnético y de Spin. Los
tres primeros resultan de la ecuación de onda; y el último, de las observaciones
realizadas de los campos magnéticos generados por el mismo átomo.
Número cuántico principal
<> Está representado por la letra "n", indica los niveles energéticos principales.
Se encuentra relacionado con el tamaño. En la medida que su valor aumenta, el
nivel ocupa un volumen mayor y puede contener más electrones, y su contenido
energético es superior. Sus valores pueden ser desde 1 hasta 7.
Número cuántico secundario
Representado por la letra "l", nos indica la forma que pueden tener el espacio
donde se encuentra el electrón. El valor que se le asigna depende del número
principal; va desde cero (0) hasta n-1.
Se ha conseguido que para dos electrones que pertenecen al mismo nivel
energético (igual "n"), las diferencias en valores de "l", se expresan en
diferencias de contenidos energéticos, debido a esto reciben la denominación de
subniveles de energía con un aumento progresivo en la medida que "l" aumenta
de valor.
I=0
Orbital s
I=0
Orbital <
s
I=1
I=2
Orbital p
I=1
Orbital <
p
I=3
Orbital d
I=2
Orbital <
d
Orbital f
I=3
Comparación
Orbital
Desde el punto
de
f
Vista energético
Número cuántico magnético
<> Representa las orientaciones que pueden asumir los diferentes orbitales
frente a un campo magnético; el símbolo utilizado es "m"; y los valores que
tienen son los números orbitales enteros que van desde -l hasta +l. El números
de valores que pueden tener "m" indican el números de órbitales que puede
contener un subnivel de energía.
Número cuántico de Spin
Tiene dos(02) valores permitidos +1/2 y -1/2. Estos valores representan el
movimiento del electrón, tipo de rotación sobre su eje, con dos (02) únicas
posibilidades y opuestas entre sí, hacía la derecha o hacía la izquierda. Cada uni
de los orbitales puede contener dos (02) electrones, uno con cada spin. De estar
los dos (02), el momento magnético se anula, es cero, esto sucede debido a lo
apuesto.
El modelo actual del átomo se basa en la mecánica cuántica ondulatoria, la
cual está fundamentada en cuatro números cuánticos, mediante los cuales
puede describirse un electrón en un átomo.
El desarrollo de está teoría durante la década de 1920 es el resultado de las
contribuciones de destacados científicos entre ellos Einstein, Planck (18581947), de Broglie, Bohr (1885-1962), Schrödinger (1887-1961) y Heisenberg..
NÚMEROS CUÁNTICOS
1) NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (n)
Representa los niveles energéticos. Se designa con números enteros positivos
desde n=1 hasta n=7 para los elementos conocidos.
Para calcular el número máximo de electrones que acepta cada nivel se calcula
con la fórmula 2n2 donde "n" es el nivel.
El valor de "n" determina el volumen efectivo.
Ejms:
Nivel (N)
Número máximo de electrones
2
8
18
32
32
18
8
N=1
N=2
N=3
N=4
N=5
N=6
N=7
2) NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO O AZIMUTAL ( l )
Determina el subnivel y se relaciona con la forma del orbital.
Cada nivel energético ( n ) tiene "n" subniveles.
Ejms.
NIVEL
ENERGÉTICO ( n )
Número de subniveles
contenidos en el nivel
1
1
2
2
3
3
Se designa con números que van de cero a n-1, los cuales se identifican con
las letras s, p, d, f.
SUBNIVEL
NIVEL
LETRA
(número asignado)
1
l=0
S
2
l=0
l=1
S
p
3
l=0
l=1
l=2
S
p
d
A continuación se muestra la forma de los 4 subniveles: s, p, d, f
Cada subnivel acepta un número máximo de electrones:
s = 2 ep = 6 ed = 10 ef = 14 e3) NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (m)
Representa los orbitales presentes en un subnivel.
Se designa con números que van de -l a + l pasando por cero.
N
L
M
1
0(s)
0
2
0(s)
1(p)
0
-1, 0, +1
3
0(s)
1(p)
2(d)
0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2
Cada orbital acepta un máximo de 2 electrones.
4) NÚMERO CUÁNTICO POR SPIN (s)
Se relaciona con el giro del electrón sobre su propio eje. Al estar juntos en un
mismo orbital, un electrón gira hacia la derecha y otro hacia la izquierda. Se le
asignan números fraccionarios: -1/2 y +1/2