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2017/01/08

ESTRUCTURA ATÓMICA Y MOLECULAR: CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

  Unknown       2017/01/08

De acuerdo con la Mecánica Cuántica no es posible establecer, en un instante dado, la velocidad y la posición de un electrón en un átomo. Se habla de probabilidad de hallar a un electrón en un determinado lugar alrededor del núcleo.

Los electrones están dispuestos en capas o niveles que corresponden a zonas con mayor probabilidad de hallar al electrón. Al aumentar el número de electrones, conforme aumenta el Z, aumenta el número de niveles. Estas capas se denotan con las letras K, L, M, N, O, P, Q, y admiten un número máximo de electrones, dado por la expresión 2n2, siendo n el número de capa. Así la K admite 2 electrones, la L 8, la M 18, la N 32.

Se llama orbital atómico a la función matemática ψ que es solución de la Ecuación de Schrödinger, tal que ψ2 da la probabilidad de encontrar un electrón en una zona del espacio alrededor del núcleo. Cada electrón está “caracterizado” por sus 4 números cuánticos:

n = nº cuántico principal m = nº cuántico magnético
l = nº cuántico angular o azimutal s = nº cuántico de spin

Según el Principio de exclusión de Pauli, 2 electrones no pueden tener los 4 números cuántico iguales. Esto equivale a decir que un orbital atómico no admite más de 2 electrones.

El n indica el nivel o capa. Como cada capa admite un máximo de electrones, y no puede haber más de 2 electrones en un orbital, se deduce que al aumentar Z aumenta el número de orbitales por cada capa. Los valores que puede tomar n son números enteros: 1, 2, 3, 4, 5, etc.

El l está relacionado con el momento angular del electrón en su movimiento orbital alrededor del núcleo. Puede tomar valores desde 0 hasta (n – 1). Por ejemplo si n = 2, l puede valer 0 ó 1.

Cuando l vale 0 el orbital recibe el nombre “s”, cuando vale 1 se llama orbital “p”, cuando vale 2 se llama “d”, cuando vale 3 se llama “f” y así sucesivamente.

Cada uno de éstos orbitales está asociado con una representación de la densidad electrónica en el espacio alrededor del núcleo, relacionada con la probabilidad de encontrar al electrón.

El m está relacionado con las posibles orientaciones del vector momento angular en un campo magnético. Puede adoptar valores desde -l hasta +l pasando por el 0. Por ejemplo: –l, 0 , +l.

El s (relacionado con el movimiento de rotación del electrón sobre su eje) puede valer +1/2 o – 1/2 según el momento angular de

spin tenga un sentido otro.


En la siguiente tabla se muestran los posibles valores de los números cuánticos:

l = 0 ----------- orbital s ------------- 2 electrones
l = 1 ----------- orbital p ------------- 6 electrones
l = 2 ----------- orbital d ------------- 10 electrones
l = 3 ----------- orbital f -------------- 14 electrones


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