Números cuánticos y

Configuración electrónica

Tabla periódica

Daniel R. Camacho U.

Historias paralelasLa tabla periódica actual proviene de historias paralelas que confluyeron en su conformación:

Para principios del Siglo XIX ya se habían

descrito alrededor del 50% de los elementos

naturales que conocemos. Los estudios

sobre las sustancias químicas, fueron

mostrando una evidente periodicidad de

sus características físicas y reacciones

químicas. Esta es la historia hasta Dimitri

Ivanovich Mendeleyev

A partir de experimentos con radiaciones,

electricidad y magnetismo se propusieron

modelos de las partículas que conforman la

materia y que explicaran los resultados

experimentales. Fue John Dalton quien

retomó la idea aristotélica del átomo y así

se inicia la historia que culminó con la

propuesta de la mecánica cuántica de Max

Planck

Echando mano de la ley periódica de los elementos de Mendeleyev (1834-1907) y de la teoría cuántica de Plank (1858-1947), Schródinger (1887-1961) presentó su modelo de nube de electrones.

Bases actuales de la Tabla periódica

Los elementos químicos están ubicados en la tabla periódica

por orden creciente y correlativo de sus números atómicos

Todos aquellos elementos que tienen distribución electrónica

externa semejante, constituyen grupos o familias en la tabla

periódica

Los elementos de un grupo o familia tienen propiedades

químicas semejantes

1

2

3

4

5

6

7

4

5

Teoría cuántica Los estudios de Plank (1858 – 1947) lo llevaron a deducir

que la energía que toma o absorbe y emite la materia

cualquiera que sea su naturaleza y cualquiera que se la

fuente de la energía radiante, lo hace en unidades constantes

llamadas quantum que depende de su frecuencia

E = h fh = 6.625X10-34 j/s

Partes del átomoEl átomo se compone de tres partículas principales:

Protón es la carga positiva y se encuentra en el núcleo

Neutrón es la partícula que no tiene carga y está también en el núcleo

Electrón es la partícula que se encuentra alrededor del núcleo y tiene carga negativa.

Modelo de Bohr

LLLL

LL

Nivel cuántico principal (tamaño y energía del orbital)

Nivel Cuántico Secundario (forma del

orbital)

1

2

3

4

5

6

7

4

5

Números cuánticos

Número

Cuántico

Representado

por la letra

Significado Valores

Principal n Tamaño y energía del

orbital

1,2,3,4,…

Azimutal o

secundariol Forma del orbital 0,1,2,3,

s,p,d,f

Magnético M o Ml Orientación espacial del

orbital

-l,…,0,…, +l

Espín S o Ms Sentido de la rotación

del electrón en torno a

su propio eje

+1/2, -1/2

n número cuántico principal

Valores de n Nivel de

energía

Número de

niveles

Energía y

tamaño de

orbitales

n=1,2,3,…

n=1 Primero 1

n=2 Segundo 2

n=3 Tercero 3

n=4 Cuarto 4

n=5 Quinto 5

n=6 Sexto 6

n=7 Séptimo 7

Etcétera

a

u

m

e

n

t

a

l Número Cuántico azimutal

Valor de l Subcapa o

tipo de orbital

Forma del orbital

l= 0S

Con cero “grados de libertad” (m) solo

puede ser esférico. Aumenta de tamaño

al aumentar de nivel 1,2,3…

m = 0

Spin =

1s 2s

3s

En cada orbital pueden

“habitar” dos electrones cada

uno con spin contrario

l Número Cuántico azimutalValores de l Subcapa o Forma del orbital

l = 1 tipo de orbital

p

Con tres “grados de libertad” (m) puede tener

tres direcciones X,Y,Z. para un mismo nivel de

energía n

m = -1, 0, +1

Spin =

2px2py

2pz

l Número Cuántico azimutalValores de l Subcapa o Forma del orbital

l= 2

tipo de orbital

d

Con cinco “grados de libertad” (m) puede

tener cinco direcciones para un mismo nivel

de energía n

m = -2, -1, 0, +1, +2

Spin=

3dyz 3dxy

3dz2

3dx2

y23dxz

l Número Cuántico azimutalValores de l Subcapa o Forma del orbital

1=0… hasta n-1

l= 3

tipo de orbital

f

Con siete “grados de libertad” (m) puede tener siete

direcciones para un mismo nivel de energía n

-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

S p i n

m =

Números cuánticos

Número

Cuántico

Representado

por la letra

Significado Valores

Principal n Tamaño y energía

del orbital

1,2,3,4,…

Azimutal o

secundariol Forma del orbital 0,1,2,3,

s,p,d,f

Magnético M o Ml Orientación del

orbital

- l,…,0,…, + l

Espín S o Ms Propiedad del

orbital

+1/2, -1/2

1

2

3

4

5

6

7

4

5

Principio de Aufbau (construcción) :

La configuración electrónica de la tabla periódica se construye siguiendo en

forma creciente la energía relativa

Energía relativa ER = n+l

n n+l (0) n+l (1) n+l (2) n+l (3)

1 1s = 1

2 2s = 2 2p = 3

3 3s = 3 3p = 4 3d = 5

4 4s = 4 4p = 5 4d = 6 4f = 7

5 5s = 5 5p = 6 5d = 7 5f = 8

6 6s = 6 6p = 7 6d = 8

7 7s = 7 7p = 8

Ejercicios de

configuraciones electrónica

26Fe

79Au

47Ag

56Ba

82Pb

Usar tabla periódica interactiva

11Na

19K

12Mg

20Ca

7N

8O

9F

17Cl

6C

5B

13Al