Física moderna

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Física moderna

  1. 1. Física ModernaNúmeros Cuánticos
  2. 2. OrbitalUn orbital es la región espacial alrededor del núcleo atómico en la que hay la mayor probabilidad de encontrar un electrón.Un orbital atómico se especifica por tres números cuánticos:1) Número cuántico principal (n): representa un nivel de energía2) Número cuántico del momento angular (l): representa un subnivel y determina la forma (geometría) del orbital3) Número cuántico magnético (ml) : representa un orbital y determina la orientación espacial de un orbital atómico
  3. 3. Número cuántico principal (n):• escribe el nivel de energía principal ocupado por el electrón.Puede ser un entero positivo (n = 1, 2, 3,…)A medida que el valor de n aumenta:• Mayor es el tamaño del orbital• Mayor tiempo el electrón estará distante del núcleo• Mayor es la energía del electrón• Menor es la atracción del electrón hacia el núcleo
  4. 4. Número cuántico principal (n):El número máximo de electrones (e-) permitidos en cada nivel n, se puede obtener con la fórmula 2n2ejemplo, el número máximo de electrones permitidos en el nivel n = 2 es 8 e-• Máximo número de e- en el nivel n = 2• = 2n2• = 2(2)2• = 2(4)• =8
  5. 5. Número cuántico principal (n):Los valores que adquiere n, son números enteros mayores de cero; así por ejemplo:• Cuando n = 1, el electrón se encuentra en la órbita 1• Cuando n = 2, el electrón se encuentra en la órbita 2• Cuando n = 3, el electrón se encuentra en la órbita 3• Cuando n = x, el electrón se encuentra en la órbita x
  6. 6. Número Cuántico Secundario• El número cuántico secundario, se denota con una letra l y su valor indica la subórbita o subnivel de energía en el que se encuentra el electrón.• Dicha subórbita o subnivel energético, también llamado orbital, se puede entender como la forma geométrica que describe el electrón al moverse dentro del átomo.
  7. 7. Número Cuántico SecundarioCada subnivel se designa con una letra de la siguiente manera l = 0 designa un subnivel s l = 1 designa un subnivel p l = 2 designa un subnivel d l = 3 designa un subnivel f
  8. 8. Orbitales “s”
  9. 9. Orbitales “p”
  10. 10. Orbitales “d”
  11. 11. Orbitales “f ”
  12. 12. Número Cuántico Magnético• El número cuántico magnético, se representa con una letra m y sus valores indican las orientaciones que tienen los orbitales en el espacio.
  13. 13. Número Cuántico Magnético• Para cada valor de l, m adquiere diferentes valores enteros que van desde –l hasta +l, pasa• Cuando l = 0, m adquiere un solo valor: 0• Cuando l = 1, m adquiere tres valores: –1, 0 y +1• Cuando l = 2, m adquiere cinco valores: –2, – 1, 0, +1 y +2
  14. 14. Con base en lo anterior, para las tres primeras órbitas de un átomo, se puedeestablecer la tabla siguiente: 1a. Órbita 2a. Órbita 3a. Órbita n 1 2 3 l 0 0 1 0 1 2(Orbital) (s) (s) (p) (s) (p) (d) m 0 0 -1 0 +1 0 -1 0 +1 -2 -1 0 +1 +2
  15. 15. Número Cuántico de Espin• El cuarto número cuántico se denota con una letra s y se le denomina número cuántico de espin o de giro del electrón. Este número tiene dos valores por cada valor del número cuántico m; los valores son +½ y -½, y denotan los dos posibles giros del electrón alrededor de su propio eje.
  16. 16. Número Cuántico de EspinHidrógeno: N S Orbital 1sNúmeros cuánticos del n=1electrón l=0 m=0 s = +1/2
  17. 17. Número Cuántico de Espin N S Helio: S N Orbital 1sNúmeros cuánticos de n=1 n=1los electrones l=0 l=0 m=0 m=0 s = +1/2 s = -1/2
  18. 18. Número Cuántico de Espin Litio: N S N S N S Orbitales 1s 2sNúmeros cuánticos de n=1 n=1 n=2los electrones l=0 l=0 l=0 m=0 m=0 m=0 s = +1/2 s = -1/2 s = +1/2
  19. 19. Configuración ElectrónicaEn una configuración electrónica, un electrón puede ser representadosimbólicamente por:3p1Donde: • 3 = Indica el número cuántico principal (n) • P = Indica el número cuántico secundario (l) • 1 = Indica la cantidad de electrones existentes en un tipo de orbitalLos números cuánticos para el último electrón en este ejemplo serían:n = 3 l = 1 m = -1 s = +1/2
  20. 20. Configuración Electrónica• Corresponde a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía.
  21. 21. Configuración ElectrónicaPrincipios que la regulan:1. Principio de ConstrucciónPrincipio de establece que los electrones irán ocupandolos niveles de más baja energía.2. Principio de exclusión de Pauling• Establece que no pueden haber 2 electrones con los cuatro números cuánticos iguales.• Primer electrónn= 1 l= 0 m= 0 s= +1/2• Segundo electrónn= 1 l= 0 m= 0 s= -1/2
  22. 22. Configuración Electrónica3.Principio de máxima multiplicidad: Regla deHund:Establece que para orbitales de igual energía, ladistribución más estable de los electrones, esaquella que tenga mayor número de espinesparalelos, es decir, electrones desapareados. Estosignifica que los electrones se ubican uno en uno(con el mismo espin) en cada orbital y luego secompletan con el segundo electrón con espinopuesto.
  23. 23. Configuración ElectrónicaNotación global11NaConfiguración electrónicapara 11 electrones 1s2 2s2 2p6 3s1Números cuánticosn=3 =0 m=0
  24. 24. Configuración ElectrónicaNotación global externa• Es más compacta que la anterior.• Se remplaza parte de la configuración electrónica por el símbolo del gas noble de Z inmediatamente anterior al elemento.• Gases nobles: 2He; 10Ne; 18Ar; 36Kr; 54Xe; 86Rn 1s2 2s2 2p6 3 s 1 (10Ne) 3s1

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