Química: Números Cuánticos

Summary

En este vídeo, Miguel Avellán Luna, profesor de química, explica los números cuánticos que definen la posición y energía de los electrones en átomos. Describe cómo Erwin Schrödinger reemplazó las órbitas con probabilidades de encontrar electrones en áreas específicas. Detalla los cuatro números cuánticos: principal (n), secundario (l), magnético (m_l) y de spin (m_s), y cómo afectan la distribución electrónica y las propiedades químicas de los elementos.

Takeaways

• 🌌 El físico austríaco Erwin Schrödinger describió el comportamiento del electrón en un átomo según consideraciones estadísticas.
• 📊 La trayectoria definida del electrón en órbitas debe ser reemplazada por la probabilidad de encontrarlo en una zona dada del espacio atómico.
• 🌐 Las regiones de alta probabilidad de encontrar al electrón son las zonas de alta densidad electrónica.
• 🔢 Los estados de energía permitidos para el electrón en el átomo son llamados orbitales y siguen un modelo matemático descrito por cuatro números cuánticos.
• 🔵 El número cuántico principal (n) está relacionado con la energía del electrón y aumenta de tamaño a medida que nos alejamos del núcleo.
• 🟠 El número cuántico secundario (l) designa la forma del orbital y representa la existencia de subniveles de energía dentro de cada nivel.
• 🔵 El número cuántico magnético (mₗ) representa la orientación de los orbitales y está relacionado con la orientación magnética del orbital en el espacio.
• 🟣 El número cuántico de Spin (mₛ) corresponde al giro del electrón sobre su propio eje y puede tener dos valores posibles: +1/2 o -1/2.
• 🔄 No pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales; a lo más pueden tener los tres primeros similares pero el de Spin debe ser diferente.
• 🌟 El modelo atómico cuántico explica con éxito la periodicidad de los elementos químicos en la tabla periódica y varias propiedades de los átomos.

Q & A

¿Quién describió el comportamiento del electrón según las consideraciones estadísticas?

El físico austríaco Erwin Schrödinger describió el comportamiento del electrón según las consideraciones estadísticas.

¿Cuál es la principal diferencia entre la trayectoria del electrón en las órbitas de Bohr y la descripción de Schrödinger?

En la descripción de Schrödinger, la trayectoria definida del electrón en órbitas según Bohr se sustituye por la probabilidad de encontrar al electrón en una zona dada del espacio atómico.

¿Qué son los orbitales atómicos según el modelo de Schrödinger?

Los orbitales atómicos son las regiones donde existe una alta probabilidad de encontrar al electrón, y se definen por una distribución de densidad electrónica.

¿Cuál es el significado del número cuántico principal (n)?

El número cuántico principal (n) está relacionado con la energía del electrón y corresponde a los niveles de energía. Aumenta de tamaño a medida que nos alejamos del núcleo y puede tomar valores de los números naturales.

¿Qué indica el número cuántico secundario (l)?

El número cuántico secundario (l) designa la forma del orbital y representa la existencia de subniveles de energía dentro de cada nivel.

¿Cuál es la relación entre el número cuántico magnético (m_l) y la orientación de los orbitales?

El número cuántico magnético (m_l) representa la orientación de los orbitales y está relacionado con la orientación magnética del orbital en el espacio. Sus valores numéricos dependen de l y van desde -l hasta +l.

¿Qué representa el número cuántico de Spin (m_s) y qué valores puede tomar?

El número cuántico de Spin (m_s) corresponde al giro del electrón sobre su propio eje y puede tener dos valores: +1/2 o -1/2, representando los sentidos de giro en la dirección de los punteros del reloj y en el sentido inverso.

¿Cuál es la capacidad máxima de electrones en cada suborbital según el número cuántico de Spin?

En cada tipo de suborbital caben máximo dos electrones, y estos deben tener giros opuestos, es decir, sus números cuánticos de Spin deben ser diferentes.

¿Cómo se definen los electrones según los cuatro números cuánticos?

Los electrones se definen por cuatro números cuánticos: n, l, m_l, y m_s. Los tres primeros definen el orbital en que se encuentra el electrón y m_s define el giro.

¿Cómo ayudan los números cuánticos a explicar la periodicidad de los elementos químicos?

Los números cuánticos ayudan a explicar la periodicidad de los elementos químicos en la tabla periódica al describir la distribución de los electrones alrededor del núcleo y cómo esta distribución afecta las propiedades químicas de los átomos.

¿Cuál es la alternativa correcta para el grupo de números cuánticos correspondientes al último electrón localizado en la configuración alternativa?

La alternativa correcta es la letra c: 3, 2, -2, -1/2.