2.1. ORBITALES ATÓMICOS Y NÚMEROS CUÁNTICOS

¿Dónde se encuentran los electrones en el átomo?

Química

El modelo cuántico sustituye al de Bohr, cambiando las órbitas por orbitales

Ahora, el electrón es considerado como una nube de carga negativa que se localiza alrededor del núcleo.

Los orbitales están descritos por los tres números cuánticos n, l, ml

Los experimentos muestran la existencia de un 4º número cuántico, el spin del electrón

Distribución de los orbitales en el átomo

• Cada capa electrónica o nivel energético, contiene varios subniveles o tipos de orbitales (s, p, d y f).

• ml proporciona el número de orbitales que hay de cada tipo.• Cada nivel energético tiene los mismos subniveles energéticos

que el nivel anterior más un nuevo tipo.

Los orbitales no tienen forma definida, pero CONVIENE representarlos con una figura

La forma de los orbitales depende del número cuántico l.

Los orbitales no tienen forma definida, pero CONVIENE representarlos con una figura

El tamaño de los orbitales depende del número cuántico n.

Resolviendo la ecuación de Schrödinger para el átomo de HIDRÓGENO se obtiene la

energía de orbitales de una capa

𝐸 = −𝑘

𝑛2

1𝑠 < 2𝑠 = 2𝑝 < 3𝑠 = 3𝑝 = 3𝑑 < 4𝑠…

Para el resto de átomos POLIELECTRÓNICOS, las repulsiones entre electrones generan inestabilidad y no se cumple la expresión

𝐸 = −𝑘

𝑛2

1𝑠 < 2𝑠 < 2𝑝 < 3𝑠 < 3𝑝 < 3𝑑 < 4𝑠…

Regla (n + l) para la energía de un orbital

1. La energía aumenta cuando lo hace (n + l)2. Si (n + l) es igual, tiene mayor energía el de mayor n

A.1. En el cuarto nivel de un átomo polielectrónico:a) ¿Cuántos orbitales pueden existir en dicho nivel?b) ¿Cuántos son de tipo s, p, d y f?c) Ordena dichos orbitales de menor a mayor energía,

indicando cuál de ellos es el más estable.