NÚMEROS CUÁNTICOS Y 

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

Habilidades Ø Conocimiento Ø Comprensión Ø Aplicación Ø Análisis

Contenidos

ØNúmeros cuánticos ØConfiguración electrónica ØTabla periódica

Aprendizajes esperados ØReconocer y determinar los números cuánticos ØConstruir una configuración electrónica ØAnalizar una configuración electrónica ØEmplear la tabla periódica

Modelo Mecano­Cuántico Ø  Explica la estructura atómica, desarrollada por varios físicos de diversas nacionalidades entre los años 1924 y 1927. Ø  Origen de este modelo surge de la hipótesis elaborada en 1924 por Louis de Broglie, quien señala: Ø  “Se comprobó que  electrones  presentan reflexión y refracción (Comportamiento dual de onda y partícula), igual como ocurre con las ondas de luz” .

Hipótesis de Broglie ØLo anterior significa que: Ø  “Cualquier partícula que tiene masa con cierta velocidad, debe comportarse además como una onda”. ØEn 1927 la hipótesis fue comprobada experimentalmente, es decir, los electrones mostraron comportamiento ondulatorio.

Principio de Incertidumbre ØDe la particular conducta de los electrones, resulta que no es posible determinar simultáneamente y con igual exactitud, la posición y la velocidad de un electrón. ØEste postulado se conoce con el nombre de:“Principio de Incertidumbre de Heisenberg ØEnunciado en 1927. ØWerner Heisenberg obtiene premio Nobel de Física en 1933.

Números Cuánticos 

ØSe  encargan  de  describir  al  electrón dentro del átomo.

Clasificación de los Números Cuánticos 

+1/2 ,­1/2 Giro del electrón s Spin 

­l...o...+l Orbital m Magnético 

0,1,2,...n­1 Subnivel l Secundario 

1,2,3 ... Nivel n Principal 

Valores Información Símbolo Nombre

NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (n) 

ØIndica el nivel de energía dentro del átomo. ØSu valor se expresa como 

n = 1,....., ∞ ØSe ha demostrado, tanto experimental como teóricamente, que la población máxima de electrones en un determinado nivel es 2n 2 .

2 

Número máximo por nivel 2n 2 

4 3 2 1 

Nivel 

Electrones por Nivel

NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO (l) 

Øse simboliza por l. det la forma de los orbitales presentes en cada nivel energético. ØSu valor es  l = 0,......, (n­1) ØLos orbítales son la región de probabilidad de encontrar al electrón en dicho nivel energético. ØEl máximo de electrones por orbital es 2 ØSe simbolizan  s,p,d y f

3 

2 

1 

0 

Valor l 

14 7 f 

10 5 d 

6 3 p 

2 1 s 

Nº Electrones 

2n 2 

N° orbitales 

Orbital tipo 

Clasificación de los Orbitales

Orbital s

Orbital p

NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (m) 

ØEs  el  tercer  número  cuántico  y  se simboliza por m. ØIndica la orientación espacial de un orbital. ØInforma  en  que  orbital  ingresó  el  último electrón en una configuración electrónica Ø Su valor es m = ­l,...., 0,....,+ l

Valor de m según ingreso del último electrón al orbital: 

ØOrbital tipo s :  0 

ØOrbital tipo p:  ­1  0  +1 

ØOrbital tipo d:  ­2  ­1  0  +1     +2 

ØOrbital tipo f:  ­3  ­2  ­1  0     +1     +2   +3

NÚMERO CUÁNTICO DE SPIN (s) 

ØEs el cuarto y último número cuántico ØSe simboliza por s. ØInforma el sentido del giro del electrón en un orbital. ØIndica si el orbital donde  ingresó el último electrón esta completo o incompleto ØSu valor es s = +1/2  incompleto 

y  s = –1/2 completo

En una configuración electrónica un electrón puede ser representado simbólicamente por: 

3p 1 Indica el número cuántico principal (n) 

indica  la  cantidad  de electrones  existentes  en  un tipo de orbital 

indica el número cuántico secundario (l) Tipo de orbital 

Números cuánticos 

n = 3,  l =1,  m = ­1,  s = +1/2 

subnivel

n  l  subnivel  ml  # de orbitales en el subnivel 

1  0  1s  0  1 2  0  2s  0  1 

1  2p  1,0,­1  3 3  0  3s  0  1 

1  3p  1,0,­1  3 2  3d  2,1,0,­1,­2  5 

4  0  4s  0  1 1  4p  1,0,­1  3 2  4d  2,1,0,­1,­2  5 3  4f  3,2,1,0,­1,­2,­3  7

•  “Dos electrones en un átomo no pueden tener  el  mismo  conjunto  de  números cuánticos”. Al menos uno de  los cuatro números cuánticos debe ser diferente. 

•  Esta  condición  limita  la  capacidad  de cada orbital , puesto que dos electrones en un orbital pueden tener igual n,l y m l pero deben tener diferente espín +1/2  y ­1/2

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 

ØLa  configuración  electrónica  es  la distribución  de  los  electrones  dentro  del átomo, según principios que la regulan.

Los principios que la rigen son: ØPRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI “No puede haber dos electrones con los mismos números cuánticos”. ØPRINCIPIO DE CONSTITUCIÓN “Los  electrones  irán  ocupando  los  niveles  de más baja energía en forma creciente”. ØPRINCIPIO  DE  MÁXIMA  MULTIPLICIDAD  DE HUND “Deberán existir el mayor número de electrones desapareados posibles”.

REALIZACIÓN DE UNA   CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

11 Na 

ØConfiguración electrónica para 11 electrones 

1s 2  2s 2  2p 6  3s 1 

Números cuánticos 

N = 3  l = 0  m = 0

TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS 

Ø se  organizan  según  el  orden  creciente  de  sus números atómicos. ØEl  número atómico es el mismo para  todos  los átomos  de  un  elemento,  independiente  de  que un elemento tenga varios isótopos. Ø Los  elementos  de  la  tabla  se  anotan  con mayúscula  cuando  tengan  un  solo  carácter,  en cambio  cuando  son  dos  caracteres,  la  primera letra es mayúscula y la segunda minúscula.

Periodos 

ØLas  siete  líneas  horizontales  que aparecen  en  la  tabla  periódica  son denominados períodos

Grupos ØEs un ordenamiento vertical de los elementos en la tabla periódica, de acuerdo a propiedades químicas semejantes. Ø Los grupos A son los más importantes de la tabla, sus elementos son denominados representativos Ø Los elementos de los grupos III B, IV B, V B, VI B, VII B, VIII B, I B y II B constituyen los llamados elementos de transición.  Note que el grupo VIII B es un grupo triple ØOtra separación importante es la que división de los elementos en metales, no metales y gases nobles.

Elementos Representativos 

Ø Se ubican en el grupo A de la tabla periódica. No cumplen con la regla del octeto, es decir su último nivel de energía no alcanza a tener 8 electrones. 

Ø presentan incompletos los orbitales p (p1 al p5). Ø Los elementos de los grupos I A al III A, tienen la tendencia a ceder electrones para llegar a la configuración de Gas Noble (ns2 np6) más cercano. En cambio, los elementos de los grupos VI A y VII A, captan  e­ para llegar a la configuración de gas noble más cercano.

ns 2 np 6 Gases nobles VIIIA ns 2 np 5 Halógenos VIIA ns 2 np 4 Calcógenos VIA ns 2 np 3 Nitrogenados VA ns 2 np 2 Carbonados IVA ns 2 np 1 Térreos IIIA 

ns 2 Alcalinos térreos 

IIA ns 1 Alcalinos IA 

Configuración Electrónica 

Nombre Grupo

Elementos de Transición 

ØSe sitúan en los grupos B del sistema periódico. ØLos elementos pertenecientes a esta clasificación presentan  orbítales d (d1 al d10) en su último nivel de energía.

Elementos de Transición Interna 

ØSe ubican en la zona inferior de la tabla periódica, también se les denomina tierras raras. ØSu principal característica es que presentan orbítales f (f 1 al f 14) en su último nivel de energía.

Gases Nobles ØSon el grupo 0 ó grupo VIIIA. ØSon químicamente gases, que presentan 8 ē  en su último nivel de energía (ns2 np6), con excepción del Helio (He) que presenta 2 ē. Ø Los átomos de los gases nobles presentan gran estabilidad química debido a su configuración electrónica, puesto que cumplen con la regla del octeto, es decir, presentan una configuración electrónica completa con 8 e­ en su último nivel energético. ØNo reaccionan con otros elementos químicos, recibiendo el nombre de inértidos.

La configuración electrónica de un elemento es 1s 2 2s 2 2p 4 , con esta información se puede afirmar que dicho elemento 

I. se clasifica como representativo II. tiene 4 electrones de enlace III. pertenece al segundo periodo y al grupo VIA en la 

tabla periódica 

es (son) correcta (s) A) sólo I B) sólo II C) sólo III D) sólo I y III E) sólo II y III

La configuración electrónica del elemento 12 Mg establece que la secuencia correcta de números cuánticos principal, secundario y magnético del último electrón son respectivamente 

A) n =3,  l = 2, m = 0 B) n =2,  l = 1, m = +1 C) n =3,  l = 0, m = 1 D) n =2,  l = 1, m = ­1 E)  n =3,  l = 0, m = 0

Los halógenos tienen una configuración electrónica externa que obedece a la fórmula: 

A) ns 2 np 6 

B) ns 2 nd 10 

C) ns 2 np 3 

D) ns 2 np 6 

E) ns 2 np 5

Usted aprendió 

•  Reconocer y determinar los números cuánticos 

•  Construir una configuración electrónica •  Analizar una configuración electrónica •  Emplear la tabla periódica