El modelo atómico actual fue desarrollado durante la década de 1920, con los aportes de : de Broglie, Schrödinger, Heisenberg y Paul Dirac. Es un modelo de gran complejidad matemática, tanta que usándolo sólo se puede resolver con exactitud el átomo de hidrógeno. Para resolver átomos distintos al de hidrógeno se recurre a métodos aproximados. De cualquier modo, el modelo atómico mecano-cuántico encaja muy bien con las observaciones experimentales. La Mecánica cuántica cambio radicalmente el modelo propuesto por Bohr, el concepto de órbita fue reemplazado por el de orbital, también se llego a determinar que cada orbital contiene como máximo dos electrones y que el electrón en el átomo no se comporta como una pequeña partícula que describe trayectorias definidas sino como una onda tridimensional que de alguna manera ocupa todo el orbital. Para completar la idea es necesario mencionar que según el modelo mecánico-cuántico los orbitales se organizan en subniveles de energía y estos en niveles, de acuerdo con ciertas reglas.

El tercer número cuántico denominado magnético ( m ).- determina el número de orbitales que contiene cada subnivel y las orientaciones espaciales del mismo. Este número puede tomar ( 2 l + 1 ) valores, según la relación :......,-3,-2,- 1, 0, +1, +2, +3,……. El cuarto número cuántico de spin ( s ),´se refiere al giro del electrón sobre su eje y puede tomar dos posibles valores : +1/2 giro antihorario (hacia la derecha)representado por el vector -1/2 giro horario ( hacia la izquierda) representado por el vector

Primer Número cuántico : n (Niveles de Energía ) Niels Bohr en 1913,introdujo el concepto de niveles de energía (n),que definió como la región de la nube electrónica donde se hallan los electrones,girando en orbitas sin ganar ni perder energía,es decir con similar valor de energía., formas de representar a los niveles: Con letras KLMNOPQ Números Cuánticos

En cada nivel de energía solo se puede alojar un número determinado de electrones y hasta el cuarto nivel lo determina la regla de Rydberg (2n 2 ) Máximio de electrones por nivel de energía. NIVEL (n)Regla de Rydberg 2n 2 No Máximo de electrones K(1)2x1 2 2 L(2)2x2 2 8 M(3)2x N(4)2x O(5)32 P(6)18 Q(7)8

Segundo número cuántico : l (Sub-niveles de energía ) Los subniveles de energía son regiones más pequeñas,mas angostas,donde se localizan los electrones, Los subniveles son de cuatro tipos : sharp (s) principal (p) difuse(d) fundamental(f) A los subniveles se les representa con letras y números cuánticos Con letras spdf Números Cuánticos 0123

En un mismo nivel de energía existen electrones que se diferencian ligeramente en su de energía,de ahí que cada nivel se halle constituido por Nivel (n)SímboloNo de Subniveles 1Ks 2Ls, p 3Ms, p, d 4Ns, p, d, f 5O 6Ps, p,d 7Qs, d

Finalmente para determinar el número de electrones en cada subnivel de energía se aplica la siguiente formula 2(2l+1), de donde l es la representación cuántica del subnivel Subnivel(l)Regla 2(2l + 1)No máximo de e - s(0)2(2x0 +1)2 p(1)2(2x1+1)6 d(2)2(2x2+1)10 f(3)2(2x3+1)14.

Forma de los orbitales.- El segundo número cuántico l también define la forma del orbital. 1- Forma de orbitales tipo s.- Son aquellos que corresponden al subnivel s, es decir l=0. En cada subnivel “s” existe solo un orbital tipo s, cuya forma es esférica. Representación cuántica= 0

2.- Orbitales tipo p.- son aquellos que corresponden al subnivel p, es decir l=1: de acuerdo a su orientación en el espacio pueden ser de tres clases p x, p y, p z, y tienen forma de trompos unidos por las púas.

3.- Orbitales tipo d.- son aquellos que corresponden al subnivel d es decir l =2, de acuerdo a su orientación en el espacio se clasifican en cinco tipos : d xy, d xz, dyz, d x2 - y2, d z2 Nosotros los denominaremos d1, d2,d3,d4,d5

4.-Forma de orbitales f.- son aquellos que corresponden al sub nivel l = 3 y son muy complejos, nosotros simplemente los denominaremos f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7

Región Espacio Energético Manifestación Probabilística Electrónica Tercer número cúantico: m l (número cuántico magnético)) El tercer número cuántico denominado magnético determina el número de orbitales que contiene cada subnivel así como las orientaciones espaciales del mismo. El orbital son regiones del espacio de la nube electrónica donde es máxima la probabilidad de encontrar un electrón. No se puede saber con exactitud la posición y trayectoria de los electrones en un momento determinado nos conformamos con tener una idea bastante aproximada

Para determinar el número máximo de orbitales en cada subnivel empleamos la siguiente regla (2l+1) donde l representa al subnivel. SUBNIVEL (l) REGLA (2l + 1) No MÁXIMO DE ORBITALES s(0)2(0)+11 p(1)2(1)+13 d(2)2(2)+15 f(3)2(3)+17 Para el subnivel s hay una sola orientación espacial que es 0 Para el subnivel p hay tres orientaciones espaciales que son -1, 0, +1 Para el subnivel d hay cinco orientaciones espaciales que son -2, -1, 0, +1, +2 Para el subnivel f hay siete orientaciones espaciales que son -3, -2, ,+2,+3

Niveles (n) Subniveles (l) Subniveles llenosNo máximo de orbitales No máximo de electrones K(1)1s1s 2 12 L (2)2s 2p2s 2 2p 6 48 M(3)3s 3p 3d3s 2 3p 6 3d N(4)4s 4p 4d 4f4s 2 4p 6 4d 10 4f O(5)5s 5p 5d 5f5s 2 5p 6 5d 10 5f P(6)6s 6p 6d6s 2 6p 6 6d Q(7)7s 7p7s 2 7p 6 48 Un orbital como máximo puede contener dos electrones si este se halla apareado

Cuarto número cuántico : m s (spin) Como un orbital soporta como máximo dos electrones, si este se halla apareado, necesariamente los dos tendrán un spin diferente u opuesto girando sobre su propio eje, es decir giran cada uno en sentido contrario al otro

Realizando un esquema resumen para la representación de los electrones en los orbitales tenemos. SUBNIVELES (l) No MAX. DE ORBITALES No MAX. DE ELECTRONES TIPOS DE ORBITALES CON ELECTRONES s12 p36 d510 f714

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA La configuración electrónica de un átomo es la distribución de los electrones en niveles, subniveles y orbitales en orden creciente de energía. Para tal efecto de la configuración electrónica emplearemos las reglas clásicas de Moeller (del serrucho), de Hund y el principio de exclusión de Pauli. REGLA DE MOELLER

En una configuración electrónica, un electrón puede ser representado simbólicamente por: Los números cuánticos para el último electrón en este ejemplo serían: n = 3 = 1 m = -1 m s = +1/2 3p 1 Indica la cantidad de electrones existentes en un tipo de orbital Indica el número cuántico secundario (l) Indica el número cuántico principal (n)

Configuración electrónica y principios que la regulan Principio que establece que los electrones irán ocupando los niveles de más baja energía. Principio de Construcción

REGLA DE HUND Llamada también regla de la máxima multiplicidad, establece que al distribuir los electrones en orbitales de un mismo subnivel,éstos ocuparán primero el máximo número de orbitales ( entrando en ellos con el mismo spin ) es decir no podrán formar pares ( aparearse), hasta que todos los orbitales tengan por lo menos un electrón.ejemplos

Principio de exclusión de Pauli Establece que no pueden haber 2 electrones con los cuatro números cuánticos iguales. Primer electrón n= 1 l= 0 m l = 0 m s = +1/2 Segundo electrón n= 1 l= 0 m l = 0 m s = -1/2

Escribiendo configuraciones electrónicas Conocer el número de electrones del átomo neutro (Z = p = e). Ubicar los electrones en cada uno de los niveles de energía, comenzando desde el nivel más cercano al núcleo. Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (orbital s = 2e, p =6e, d = 10e y f = 14e). Verificar que la suma de los superíndices sea igual al número de electrones del átomo.

Configuración de iones Cationes: Átomos que pierden electrones Aniones: Átomos que ganan electrones. 11 Na + 16 S 2- 1s 2 2s 2 2p 6 ( 10 Ne) 3s 2 3p 6 10 e- 18 e-