ORBITALES ATÓMICOS Y NÚMEROS CUÁNTICOS.
Los electrones giran alrededor del núcleo formando los orbitales. Cada camino por donde transita dos electrones en sentido contrario uno hacia la derecha y el otro hacia la izquierda es un orbital, o sea que por un orbital solo pueden ir dos electrones.
Los orbitales atómicos tienen características que lo determinan y son los números cuánticos.
Los números cuánticos son:
a- Número cuántico primario. Describe el tamaño del orbital atómico. Corresponde al nivel de energía. Se representa con la letra minúscula n; para comprenderlo hay que mirar la distribución electrónica. Por ejemplo si miramos la distribución electrónica del Calcio 20Ca→ 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2. Si me piden el número cuántico primario del orbital del calcio que esta subrayado o sea 2p6 sería n = 2. Si le preguntaran por el numero cuántico primario del último orbital del calcio,
sería: n = 4.
b- Número cuántico secundario. Describe la forma del orbital atómico. Se representa con la letra minúscula l. corresponde al subnivel de energía. Tú sabes que los subniveles de energía son s, p, d, f. Aquí adquieren un valor así: para s valor 0, para p valor 1, para d valor 2 y para f valor 3. Si te preguntan por el número secundario del mismo ejemplo anterior el Calcio, del orbital subrayado o sea 2p6 sería l = 1 (1 porque es p, que vale 1) y si le pidieran el número cuántico secundario del último orbital del calcio, sería: l = 0, (cero porque s vale cero).
c- Número cuántico magnético. Determina la orientación espacial del orbital. Se representa con la letra minúscula m. toma los siguientes valores: para el subnivel s valor 0; para el subnivel p toma los valores – 1, 0, +1; para el subnivel d toma los valores -2, -1, 0, +1, +2; para el subnivel f toma los valores -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. Este número cuántico magnético lo va a entender cuando realices el diagrama de orbitales. Allí te doy ejemplos.
d- El número cuántico del spin electrónico. Hace referencia al momento angular de giro. Se representa con la letra minúscula s, no confundirse con el subnivel que también se escribe minúscula s. Este valor corresponde a la dirección de la flecha en el diagrama de orbitales, si es hacia arriba toma un valor de +1/2 y si es la flecha hacia abajo toma valor de -1/2. Cuando realices ejercicios de diagrama de orbitales lo vas a entender.
DIAGRAMA DE ORBITALES.
Es la representación de la distribución electrónica y para ello necesitamos el gráfico.
Actividad 1; Dibuja este esquema en un pedazo de cartulina y lo debe tener en cuenta para la distribución electrónica, siguiendo las flechas y sumando los números que son superíndices, hasta completar el número de electrones correspondientes.
Actividad 3: Realiza en su cuaderno el siguiente ejemplo con los gráficos correspondientes.
Realizar el diagrama de orbitales y dar los números cuánticos para el último orbital de los siguientes iones:
44Ru-2 como es un anión ha ganado 2 electrones entonces siguiendo el esquema de distribución electrónica debo llegar a 46 electrones y para el diagrama de orbitales debo colocar un cuadro para s, tres cuadros para p, cinco cuadros para d y siete cuadros para f. Además en cada cuadro van los spin que son las flechitas que corresponden a los electrones, estas flechas se llaman spin. Recuerde que primero lleno las flechas que van hacia arriba y tienen valor positivo y después las que van hacia abajo que tienen valor negativo. También cada cajón tiene un valor según los subniveles mira los siguientes cuadros y sus valores.
Las RESPUESTAS SERÍAN:
44Ru n = 4 l = 2 m = 0 s = - 1/2
Como puedes observar n es 4, porque el último esquema es 4d8, o sea el nivel es 4.
Como puedes observar l es 2, porque el subnivel d tiene de valor 2.
Como puedes observar m es 0, porque si mira la última flecha que se puso fué la que está señalada y se ve que vale 0.
Como puedes observar s es -1/2, porque la última flecha que se puso y que está señalada es hacia abajo.
Espero que hayas entendido y resuelvas en el cuaderno los siguientes ejercicios.
Actividad 4: Realiza en tu cuaderno los siguientes ejercicios:
1- En cada uno de los siguientes iones realiza el diagrama de orbitales y determine los números cuánticos. Recuerde que cuando no me dicen cual orbital, entonces tomamos de referencia el último orbital y el último spin que coloque.
a) 40Zr+2 b) 45Rh-3 c) 51Sb-2 d) 76Os+3 e) 56Ba-4
2- ¿Cuáles son los números cuánticos para la subcapa2p4 del átomo de oxígeno?
3- Que valores puede asumir el número cuántico de momento angular (l) en el nivel 4.
a) 0 b) 0, 1 c) 0, 1, 2 d) 0, 1, 2, 3
4- Que valores puede asumir el número cuántico magnético (m) cuando el número cuántico de momento angular (l) es 1.
a) 0 b) -1, +1 c) -1, 0, +1 d) -2, -1, 0, +1, +2
5- ¿Cómo se nombra un subnivel con n = 2 y l = 0
a) 2s b) 2p c) 4s d) 3p
6- Cuál de los siguientes conjuntos de números cuánticos es permitido.
a) n = 1; l = 1; m = +1; s = +1/2 b) n = 2; l = 1; m = -1; s = -1/2
c) n = 3; l = 2; m = 0; s = +1 d) n = 3; l = 3; m = -1; s = +1/2
7- Cuál de los siguientes tipos de orbitales tiene forma esférica.
a) S b) p c) d d) f
8- Cual podría ser el conjunto de números cuánticos que podría describir un electrón en el subnivel 3s.
a) n = 1; l = 0; m = 0; s = + ½ b) n = 2; l = 1; m = - 1; s = - ½
c). n = 3; l = 2; m = 0; s = - ½ d) n = 3; l = 0; m = 0; s = + ½
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