CONTENIDOS  Números cuánticos.  Configuración electrónica.

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1 CONTENIDOS  Números cuánticos.  Configuración electrónica

2 Números cuánticos El modelo atómico de Bohr introdujo un sólo número cuántico (n) para describir una órbita. Sin embargo, la mecánica cuántica, requiere de 3 números cuánticos para describir al orbital (n, l, m,s):

3 MODELO ACTUAL. MODELO CUÁNTICO (PARA EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO) MODELO ACTUAL. MODELO CUÁNTICO (PARA EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO) Bohr Hipotesis de De Boglie Principio de Incertidumbre W. K. Heisenberg Ecuación de Schrödinger NÚMEROS CUANTICOS n ; l ; m ; s

4 Las variables de la función son Los NUMEROS CUANTICOS Para determinar la posición probable de un electrón en un átomo dependemos de una función de onda u orbital. n l ms Indica la energía de los orbitales Indica la forma de los orbitales Indica la orientación espacial de los orbitales Indica el sentido de rotación del electrón

5 NÚMEROS CUÁNTICOS El numero cuántico principal o energético ( n ) Indica el nivel energético donde se puede encontrar un electrón. Indica la distancia del electrón con el núcleo. Se visualiza en forma de “capas” alrededor del núcleo n = 1,2,3,4,5,6 ….,∞

6 El valor del momento angular, indica la forma del orbital y el momento angular. l = [ desde 0 hasta (n – 1)] Para l = 0, orbitales s Para l = 1, orbitales p Para l = 2, obitales d Para l = 3, orbitales f Para l = 4, orbitales g El número cuántico l 6

7 Número cuántico secundario o azimutal (l): Identifica al subnivel de energía del electrón y se le asocia a la forma del orbital. Sus valores dependen del número cuántico principal (n), es decir, sus valores son todos los enteros entre 0 y n - 1, incluyendo al 0. Tipo de orbital Valor l Nº orbitales Nº e - s012 p136 d2510 f3714

8 El número cuántico m l El valor del número cuántico magnético, define la orientación espacial del orbital frente a un campo magnético externo. m l = -l, -l+1, …, 0, …, l+1, l 8

9 Valor de m según el ingreso del último electrón al orbital.

10 El valor del espín, puede ser +1/2 ó  1/2. Al orbital sin el valor de s se le llama orbital espacial, al orbital con el valor de s se le llama espínorbital. El número cuántico s 10

11 Número cuántico de spin (s o ms): Informa el sentido del giro del electrón en un orbital. Indica si el orbital donde ingreso el último electrón está completo o incompleto. Su valor es +1/2 o -1/2

12 En una configuración electrónica, un electrón puede ser representado simbólicamente por: Los números cuánticos para el último electrón en este ejemplo serían: n = 3 l = 1 m = -1 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)

13 Configuración electrónica  Es la distribución de los electrones dentro de un átomo, según principios que la regulan : Principio de Constitución (Aufbau) Principio de Exclusión de Pauli Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

14 Configuración electrónica Corresponde a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía. Si se siguen las diagonales, la dirección de las flechas te darán el orden de la configuración electrónica, respetando el Principio de Aufbau (siempre se deben colocar los electrones en los orbitales de menor energía). 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5 f 14 6d 10 7p 6

15 Configuración electrónica del oxígeno ( 8 O) 8 O = 1S 2 2S 2 2P 4 15 # de electrones Total de e  = 2 + 2 + 4 = 8

16 Configuración electrónica del cadmio 2+ ( 48 Cd 2+ ) 48 CD 2+ = 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 3D 10 4P 6 4D 10 5S 0 16 # de electrones = 48-2 = 46 Total de e  = 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 6 + 10 = 46

17 Configuración electrónica y principios que la regulan Principio de establece que los electrones irán ocupando los niveles de más baja energía. 1. Principio de Construcción

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

19 Principio de Exclusión de Pauli : “Dos electrones en un átomo, no pueden tener iguales los cuatro números cuánticos”. Para idénticos valores de n, ℓ, y mℓ, deben diferir en ms. Como resultado de este principio: cada orbital podrá contener como máximo dos electrones y deberán tener sus espines opuestos.

20 Por tanto, en un orbital sólo caben dos electrones que compartirían tres números cuánticos y se diferenciarían en el número cuántico de spin (s) Principio de Exclusión de Pauli “No puede haber dos electrones con los mismos números cuánticos”.

21 Principio de máxima multiplicidad: Regla de Hund Establece que para orbitales de igual energía, la distribución más estable de los electrones, es aquella que tenga mayor número de espines paralelos, es decir, electrones desapareados. Esto significa que los electrones se ubican uno en uno (con el mismo espin) en cada orbital y luego se completan con el segundo electrón con espin opuesto.

22 Principio de Máxima Multiplicidad de Hund “Deberán existir el mayor número de electrones desapareados posibles “.

23 1 H 1s 1 (  ) 2 He 1s 2 (  ) 3 Li 1s 2 2s 1 (  ) (  ) 4 Be 1s 2 2s 2 (  ) (  ) 5 B 1s 2 2s 2 2p (  ) (  ) (  ) ( ) ( ) 6 C1s 2 2s 2 2p 2 (  ) (  ) (  ) (  ) ( ) Regla de Hund (válido para átomos e iones) Establece que los electrones deben ocupar todos los orbitales de un subnivel dado en forma individual, antes que se inicie el apareamiento. distribución más estable mayor número de espines paralelos La distribución más estable de electrones en los subniveles será aquella que tenga el mayor número de espines paralelos

24 Escriba la configuración electrónica global y los números cuánticos del Fósforo con Z= 15 Respuesta 15 P : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 n= 3 l= p o 1 ml= +1 ms= +1/2

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26 B. Identifica a que elemento pertenece cada una de las siguientes configuraciones: 1.1s 2 2s 2 2p 1 = 2. 1s 2 2s 2 2p 4 = 3. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 = 4. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 =