Introducción a la Química moderna (página 3)

Números cuánticos. Cada electrón viene determinado por 4 números cuánticos: n, l, m y s (los tres primeros determinan cada orbital, y el cuarto “s” sirve para diferenciar a cada uno de los dos e– que componen el mismo). Los valores de éstos son los siguientes: n = 1, 2, 3, 4, … (nº de capa) l = 0, 1, 2, … (n – 1) (tipo de orbirtal) m = – l, … , 0, … L (orientación orbital) s = – ½ , + ½ (spín)

Ejemplo: a) Establezca cuáles de las siguientes series de números cuánticos serían posibles y cuáles imposibles para especificar el estado de un electrón; b) diga en que tipo de orbital atómico estarían situados los que son posibles Imposible. (n < 1) Imposible. (l = n) Posible. Orbital “1 s” Imposible (m ? -1,0,1) Posible. Orbital “2 p” Series n l m s??? I 0 0 0 +½ II 1 1 0 +½ III 1 0 0 –½ IV 2 1 –2 +½ V 2 1 –1 +½

Colocación de electrones en un diagrama de energía. Se siguen los siguientes principios: Principio de mínima energía (aufbau) Principio de máxima multiplicidad (regla de Hund) Una vez colocados se cumple el principio de exclusión de Pauli.

Principio de mínima energía (aufbau) Los electrones se colocan siguiendo el criterio de mínima energía. Es decir se rellenan primero los niveles con menor energía. No se rellenan niveles superiores hasta que no estén completos los niveles inferiores.

Principio de máxima multiplicidad (regla de Hund) Cuando un nivel electrónico tenga varios orbitales con la misma energía, los electrones se van colocando desapareados en ese nivel electrónico. No se coloca un segundo electrón en uno de dichos orbitales hasta que todos los orbitales de dicho nivel isoenergético están semiocupados.

Principio de exclusión de Pauli. “No puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales”

(Gp:) 1 s (Gp:) 2 s (Gp:) 3 s (Gp:) 2 p (Gp:) 3 p (Gp:) 4 f (Gp:) Energía (Gp:) 4 s (Gp:) 4 p (Gp:) 3 d (Gp:) 5 s (Gp:) 5 p (Gp:) 4 d (Gp:) 6s (Gp:) 6 p (Gp:) 5 d

(Gp:) n = 1; l = 0; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 1; l = 0; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 2; l = 0; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 2; l = 0; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 2; l = 1; m = – 1; s = – ½

(Gp:) n = 2; l = 1; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 2; l = 1; m = + 1; s = – ½

(Gp:) n = 2; l = 1; m = – 1; s = + ½

(Gp:) n = 2; l = 1; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 2; l = 1; m = + 1; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 0; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 0; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 1; m = – 1; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 1; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 1; m = + 1; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 1; m = – 1; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 1; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 1; m = + 1; s = + ½

(Gp:) n = 4; l = 0; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 4; l = 0; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = – 2; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = – 1; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = + 1; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = + 2; s = – ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = – 2; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = – 1; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = + 1; s = + ½

(Gp:) n = 3; l = 2; m = + 2; s = + ½

(Gp:) n = 4; l = 1; m = – 1; s = – ½

(Gp:) n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½

(Gp:) n = 4; l = 1; m = + 1; s = – ½

(Gp:) n = 4; l = 1; m = – 1; s = + ½

(Gp:) n = 4; l = 1; m = 0; s = + ½

(Gp:) n = 4; l = 1; m = + 1; s = + ½

(Gp:) n = ; l = ; m = ; s =

Ejercicio B: a) Defina los diferentes núme- ros cuánticos, indicando con qué letra se repre-sentan y los valores que pueden tomar. b) Enuncie el principio de exclusión de Pauli. c) A partir de los números cuánticos, deduzca el número máximo de electrones que pueden tener los orbitales 3p y los orbitales 3d. d)?Indique en qué orbitales se encuentran los electrones definidos por las siguientes combinacio-nes de números cuánticos: (1,0,0,½ ) y (4,1,0,- ½). a) “n” (nº cuántico principal) es el nº de capa o nivel en la que está situado el e–.“l” (nº cuántico secundario) representa el tipo de orbital: s, p, d o f.“m” (nº cuántico magnético) indica la orientación espacial del orbital.“s” (spín) indica el sentido de giro del e–.

Ejercicio B: a) Defina los diferentes núme- ros cuánticos, indicando con qué letra se repre-sentan y los valores que pueden tomar. b) Enuncie el principio de exclusión de Pauli. c) A partir de los números cuánticos, deduzca el número máximo de electrones que pueden tener los orbitales 3p y los orbitales 3d. d)?Indique en qué orbitales se encuentran los electrones definidos por las siguientes combinacio-nes de números cuánticos: (1,0,0,½ ) y (4,1,0,- ½). b) “No puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales” c) “3p” : n=3; l=1; m=–1,0,+1; 3 orb. ? 6 e–. “3d” : n=3; l=2; m=–2,– 1,0,+1,+2; 5 orb. ? 10 e–. d) (1,0,0,1/2) ? 1s ; (4,1,0,1/2) ? 4p (uno de los tres existentes 4py por ejemplo)