¿Qué son los números cuánticos y cuáles son?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Este diagrama se rige por el principio de Aufbau, que defiende que los orbitales se van llenando en orden creciente de energía, es decir, el orbital que menos energía tenga, se llenará antes.
Para saber qué orbital tiene más energía se realiza la operación n + l. En caso de que esta operación para dos átomos diferentes dé como resultado el mismo número, tendrá más energía aquel cuyo número n sea más alto. En otras palabras, en caso de empate, se llena antes el del número n más bajo. Veámoslo con un ejemplo:
4p: n + l -> 4 + 1 = 5
5s: n + l -> 5 + 0 = 5
Como hay empate en la regla n + l, se llena antes 4p porque su número n es más bajo.
Modelo de Kernel
Para sacar la configuración electrónica siguiendo este modelo debes conocer muy bien la tabla periódica. Si tenemos el número atómico y la posición del elemento en la tabla, ¡es pan comido!
modelo de kernel
Este método se considera un método simplificado ya que permite no tener que escribir la configuración electrónica completa. De esta manera, podemos escribir el nombre del elemento del gas noble anterior entre corchetes y, a continuación, la trayectoria desde ese gas noble hasta el elemento en cuestión. Veamos un ejemplo:Así, iremos escribiendo la trayectoria teniendo en cuenta el número del periodo (fila de la tabla periódica) y la “zona” y, una vez escrita la configuración electrónica, sacaremos los números cuánticos.
El fósforo (P) se escribirá a partir del gas noble anterior, es decir, el Neón:
P -> [Ne]3s23p3
Eso sí, hay que tener cuidado con este método, ya que las zonas d y f son zonas especiales. Al ir haciendo el recorrido, en la zona d no pondremos el número del periodo (fila), sino el número del periodo menos uno. Lo mismo ocurre con la zona F, no pondremos el número del periodo, sino el número del periodo menos dos. Lo entenderás mejor con un par de ejemplos:
Nb -> [Kr]5s14d4
Aunque está en el periodo 5, cuando estamos en la zona d, restamos 1.
Nd -> [Xe]6s24f14
Aunque está en el periodo 6, cuando estamos en la zona f, restamos 2.
Excepciones en la configuración electrónica
La configuración electrónica tiene un par de aspectos especiales que, de no conocerlos, pueden causarte grandes comederos de cabeza. Pero ¡que no cunda el pánico! ¡Te lo contamos!
Zona F
La zona F aparece abajo en la tabla periódica, pero, en realidad, se encuentra “incrustada” en el hueco que vemos en blanco, es decir, entre el primer y segundo elemento de las dos últimas filas de la zona D.
zona f
¿Lo ves? Por eso, en ocasiones, cuando tenemos que escribir la configuración electrónica de un elemento de la zona F, por ejemplo, el Nd, tendremos que poner un electrón en la zona D del nivel que corresponda en referencia a ese elemento de la zona D que está antes de entrar en la zona F.
Ce -> [Xe]6s25d14f1
Grupo 6 y Grupo 11
Los metales de transición del grupo 6 y el grupo 11 tienen en su última capa 4 y 9 electrones, respectivamente. Por eso, para ser un elemento más estable, el orbital s se excita y pierde un electrón, que pasa al orbital siguiente, el d. De esta manera, el orbital s quedará con un electrón; y el d con 5, si se trata de un elemento del grupo 6, o con 10, si es un elemento del grupo 11.
Aquí va un ejemplo:
Ag -> [Kr]5s24d9
Aparentemente, esta sería la configuración electrónica de la plata (Ag). Sin embargo, al perder un electrón del orbital s, queda así:
Ag -> [Kr]5s14d10
Sin embargo, hay excepciones a esta regla, como el Wolframio (grupo 6), que se queda con 2 electrones en el orbital s y 4 en el orbital d.
Pero ¡no te preocupes!, los más típicos (Cr, Cu, Ag y Au) sí siguen esta regla.
¿Lo entiendes? Bien. Eso es todo lo que necesitas saber sobre configuración electrónica. ¡Vamos a por los números cuánticos!
Cómo sacar los números cuánticos
Para poder sacar los números cuánticos, debemos saber cuántos electrones caben en cada capa de orbitales, teniendo en cuenta que en un orbital caben 2 electrones.
Capa s. Tiene un solo orbital, por lo que caben 2 electrones.
capa s
Capa p. Tiene 3 orbitales, de manera que caben 6 electrones.
capa p
Capa d. Tiene 5 orbitales, por lo que caben 10 electrones.
capa d
Capa f. Tiene 7 orbitales, es decir, caben 14 electrones.
capa f
Ahora que entiendes que en cada orbital caben 2 electrones, debes conocer la regla de Hund. Esta regla dice que al llenar orbitales del mismo subnivel o capa, por ejemplo, la capa p, los electrones van llenando el orbital en un sentido (el positivo) y luego en el otro (el negativo). ¿Quieres verlo con un ejemplo?
Número cuántico m. El número m puede ser cualquier valor entre -l hasta +l, por lo que dependerá del subnivel en el que esté el electrón diferencial, es decir, de si es s, p, d o f. Como calcular este número es un poco más complicado, vamos a verlo con un par de dibujos:
Capa s -> Como hemos visto, la l vale 0, así que la m solo puede valer 0.
Capa p -> La l vale 1, por lo que la m puede ser -1, 0 o 1.
