Objetivos de aprendizaje
- Definir los cuatro números cuánticos.
- Determinar los números cuánticos para electrones específicos cuando se dan los datos adecuados.
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Si asistes a un partido de fútbol universitario o profesional, necesitas una entrada para entrar. Es muy probable que tu entrada especifique un número de puerta, un número de sección, una fila y un número de asiento. Ninguna otra entrada puede tener las mismas cuatro partes. Puede tener el mismo número de puerta, de sección y de asiento, pero tendría que estar en una fila diferente. Cada asiento es único y sólo permite que lo ocupe un ocupante.
Utilizamos una serie de números específicos, llamados números cuánticos, para describir la ubicación de un electrón en un átomo asociado. Los números cuánticos especifican las propiedades de los orbitales atómicos y de los electrones en esos orbitales. Un electrón en un átomo o ion tiene cuatro números cuánticos para describir su estado. Piense en ellos como variables importantes en una ecuación que describe la posición tridimensional de los electrones en un átomo determinado.
Número cuántico principal (n)
El número cuántico principal , significado por (n), es el nivel de energía principal ocupado por el electrón. Los niveles de energía son distancias fijas desde el núcleo de un átomo determinado. Se describen en incrementos de números enteros (por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6, . . .). En la posición n = 1, un electrón estaría más cerca del núcleo, mientras que en la posición n = 2 el electrón estaría más lejos, y en la posición n = 3 aún más lejos. Como veremos, el número cuántico principal corresponde al número de fila de un átomo en la tabla periódica.
Número cuántico de momento angular (l)
El número cuántico de momento angular, significado como (l), describe la forma general o región que ocupa un electrón-su forma orbital. El valor de l depende del valor del número cuántico principal n. El número cuántico de momento angular puede tener valores positivos de cero a (n – 1). Si n = 2, l puede ser tanto 0 como 1.
Número cuántico magnético (m1)
El número cuántico magnético, significado como (m1), describe la orientación orbital en el espacio. Los electrones pueden situarse en uno de los tres planos del espacio tridimensional alrededor de un núcleo determinado (x, y y z). Para un valor dado del número cuántico de momento angular l, puede haber (2l + 1) valores para m1. Como ejemplo:
n = 2
l = 0 o 1
para l = 0, m1 = 0
para l = 1, m1 = -1, 0, +1
| Principales niveles de energía y Subniveles | |||
|---|---|---|---|
| Nivel de energía principal | Número de de subniveles posibles | Números cuánticos de momento angular posibles | Designación orbital por nivel de energía principal y subnivel | n = 1 | 1 | l = 0 | 1s |
| n = 2 | 2 | l = 0 l = 1 |
2s 2p |
| n = 3 | 3 | l = 0 l = 1 l = 2 |
3s 3p 3d |
| n = 4 | l = 0 l = 1 l = 2 l = 3 |
4s 4p 4d 4f |
|
La tabla anterior muestra los posibles valores del número cuántico magnético (m1) para los correspondientes números cuánticos de momento angular (l) de l = 0, l = 1, l = 2, y l = 3.
Número cuántico de giro (ms)
Resumen
- Los números cuánticos especifican las disposiciones de los electrones en los orbitales.
- Hay cuatro números cuánticos que proporcionan información sobre varios aspectos del comportamiento de los electrones.
Práctica
Mira el vídeo, haz una pausa en cada pregunta e intenta calcular el número cuántico antes de ver la respuesta escrita. No intentes responder a las preguntas de los orbitales, sólo a las del número cuántico.
- ¿Qué hacen los números cuánticos?
- ¿Qué es el número cuántico principal?
- ¿Qué representa el número cuántico de espín?
Glosario
- Número cuántico de momento angular (l): Describe la región general ocupada por el electrón.
- Número cuántico magnético (m): Describe la orientación orbital del electrón en el espacio.
- Número cuántico principal (n): Especifica el nivel de energía principal ocupado por el electrón.
- Números cuánticos: Describen la ubicación de un electrón en un átomo.
- Número cuántico de espín (ms): Describe el espín de un electrón determinado.