RELACIÓN ORBITALES NÚMEROS CUÁNTICOS ELECTRONES

RELACIÓN ENTRE LOS ORBITALES, NÚMEROS CUÁNTICOS Y ELECTRONES. ESTRUCTURA DE LA MATERIA:

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ESTE MATERIAL SIGUE LOS PROCESOS DETERMINADOS POR:

- FÍSICA Y QUÍMICA DE 1º DE BACHILLERATO: DESARROLLO DE LA ASIGNATURA
- QUÍMICA DE 2º BACHILLERATO: DESARROLLO DE LA ASIGNATURA

ORBITAL:

Se define orbital como la región del espacio alrededor de núcleo donde la probabilidad de encontrar al electrón es máxima.

La idea tiene mucho que ver con EL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE Heisenberg:

«Es imposible conocer simultáneamente y con exactitud la velocidad y la posición de una partícula en movimiento»

Ya que al intervenir en la partícula para estudiarla modificamos la realidad de su movimiento.

Es posteriormente al enunciado de Heisenberg cuando se empieza a hablar de Orbital.

NÚMEROS CUÁNTICOS, PARA ESTRUCTURA DE LA MATERIA (ESTRUCTURA DEL ÁTOMO), PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE BACHILLERATO:

El concepto se enmarca en la MECÁNICA CUÁNTICA U ONDULATORIA (Schrödinger, Heisenber y Dirac). La ecuación de ondas que Schrödinger propone para describir el comportamiento de partículas pequeñas como el electrón cuando se aplica al electrón del átomo de hidrógeno viene dada en función de tres números enteros: LOS NÚMEROS CUÁNTICOS (n, l, m).

Cada grupo de los tres valores de estos números cuánticos, definen un orbital.

NÚMERO CUÁNTICO n:

Es el número cuántico PRINCIPAL, que nos indica el nivel al que se encuentra el electrón, tamaño y energía del orbital.

Puede tomar los valores n=1,2,3,4, … siendo n=1 el nivel de menor energía, el más cercano al núcleo del átomo.

NÚMERO CUÁNTICO l:

Es el número cuántico SECUNDARIO O AZIMUTAL, que nos da idea de la forma del orbital.

Este número cuántico depende de los valores del número cuántico principal n. Puede entonces tomar los valores l=0, 1, 2, 3, …., (n-1).

Si n vale por ejemplo n=2, el número cuántico secundario l, puede tomar los valores l=0 y l=1 (hasta n-1).

NÚMERO CUÁNTICO m:

Es el número cuántico MAGNÉTICO, que nos da idea de la orientación del orbital en el espacio.

Depende a su vez de los valores del número cuántico secundario (l): m= -l, -l+1,…., 0, …., l-1, l. Para entenderlo mejor, si:

m=1 → l= -1, 0, 1

m=2 → l= -2, -1, 0, 1, 2

NÚMERO CUÁNTICO DE ESPÍN, s:

No se deduce de la ecuación de Schrödinger. Se introduce posteriormente, para explicar determinadas características observadas en los espectros atómicos.

Este número cuántico nos indica el sentido de giro del electrón sobre sí mismo, relacionado con el momento angular. Puede tomar dos valores: +1/2 y -1/2

Notar como los tres primeros números cuánticos definen un orbital y los cuatro números cuánticos definen un electrón dentro de un orbital. Ver además que dentro de un orbital pueden existir dos electrones, con los tres primeros números cuánticos iguales y que se diferencian en el número cuántico de espín.

	NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL	NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO (AZIMUTAL)	NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO	NÚMERO CUÁNTICO SPÍN	NÚMERO ELECTRONES
ORBITAL	n	l	m	s
1s	1	0	0		2	2
2s	2	0	0		2	2
2p		1	-1		2	6
			0		2
			1		2
3s	3	0	0		2	2
3p		1	-1		2	6
			0		2
			1		2
3d		2	-2		2	10
			-1		2
			0		2
			1		2
			2		2