Química: Números Cuánticos
Summary
TLDREn 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.
Outlines
🔬 Introducción a los números cuánticos
En este primer párrafo, se presenta la teoría de cuánto propuesta por Erwin Schrödinger en 1927, la cual describe el comportamiento del electrón en un átomo a través de probabilidades en vez de trayectorias definidas. Se explica que las regiones de alta probabilidad de encontrar un electrón se llaman orbitales atómicos y que la distribución de los electrones obedece una serie de reglas matemáticas descritas por cuatro números cuánticos. Se introduce el concepto del número cuántico principal (n), relacionado con la energía del electrón y los niveles de energía, y se detalla cómo se incrementan estos niveles alejándose del núcleo. Además, se menciona la importancia de los números cuánticos secundario (l), magnético (m_l) y de espín (m_s) para definir la posición y el movimiento de los electrones en un átomo.
🌐 Aplicación de los números cuánticos
En el segundo párrafo, se profundiza en la aplicación práctica de los números cuánticos para determinar la configuración electrónica de un átomo. Se explica cómo cada electrón en un átomo está definido por cuatro números cuánticos (n, l, m_l, m_s) y se ejemplifica con la configuración electrónica 1s² 2s² 2p⁴. Se destaca la importancia de que no pueden existir dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos, pero pueden tener los tres primeros iguales siempre que el cuarto (número cuántico de espín) sea diferente. Finalmente, se plantea una pregunta sobre qué grupo de números cuánticos corresponden al último electrón en la configuración dada y se proporciona la respuesta correcta, la cual es la alternativa C (3, 2, -2, -1/2).
Mindmap
Keywords
💡Erwin Schrödinger
💡Electrón
💡Órbitas
💡Probabilidad
💡Orbital
💡Número cuántico principal (n)
💡Número cuántico secundario (l)
💡Número cuántico magnético (m_l)
💡Número cuántico de Spin (m_s)
💡Configuración electrónica
💡Pauli's Exclusion Principle
Highlights
Erwin Schrödinger describió el comportamiento del electrón en términos de probabilidades en 1927.
La trayectoria definida del electrón debe ser reemplazada por la probabilidad de encontrarlo en una zona dada.
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.
La distribución de los electrones alrededor del núcleo obedece un modelo matemático descrito por cuatro números cuánticos.
El número cuántico principal (n) está relacionado con la energía del electrón y los niveles de energía.
Los valores de n están limitados a los números naturales y aumentan 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.
El número cuántico magnético (m_l) representa la orientación de los orbitales y está relacionado con la orientación magnética del orbital.
El número cuántico de Spin (m_s) corresponde al giro del electrón sobre su propio eje y puede tener dos valores posibles.
En cada tipo de suborbital caben máximo dos electrones con giros opuestos.
Los electrones son definidos por cuatro números cuánticos: n, l, m_l, y m_s.
Los tres primeros números cuánticos definen el orbital en que se encuentra el electrón, y m_s define el giro.
El modelo atómico mecánico cuántico explica con éxito la periodicidad de los elementos químicos en la tabla periódica.
El modelo atómico mecánico cuántico también explica varias propiedades de los átomos.
La configuración electrónica 1s² 2s² 2p⁴ muestra cómo se distribuyen los electrones en los orbitales.
No existen dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales, a lo más pueden tener los tres primeros similares pero el de Spin debe ser diferente.
Transcripts
1927 el físico austríaco Erwin schinger
describió el comportamiento del electrón
en un átomo de acuerdo a consideraciones
estadísticas este Consideró que la
trayectoria definida del electrón en
órbitas según bor debe sustituirse por
la probabilidad de hallarlo en una zona
dada del espacio atómico de modo que las
regiones donde existe una alta
probabilidad de encontrar al electrón
orbitales atómicos son las zonas de alta
densidad electrónica bajo este
planteamiento los estados de energía
permitidos para el electrón en el átomo
llamado orbitales y la distribución de
los electrones alrededor del núcleo
obedece una serie de reglas que se
traducen en un modelo matemático que
queda descrito por medio de cuatro
números
[Música]
cuánticos Hola Mi nombre es Miguel
avellán Luna profesor de química y este
es el tema números cuánticos Espero que
les sea
útil
número cuántico principal
n está relacionado con la energía del
electrón Y corresponde a los niveles de
energía de este estos niveles aumentan
de tamaño a medida que nos alejamos del
núcleo los valores que puede adoptar
están limitados a los números naturales
posee valores n = 1 2 3 4 5 6 etcétera
imaginemos la siguiente configuración
electrónica 1 s2 dos2 2 p4 el número
cuántico principal n para el último
electrón localizado es 2 nivel donde
está localizado el
electrón número cuántico secundario
l designa la forma del orbital y
representa la existencia de subniveles
de energía dentro de cada nivel toma
valores según el orbital en que se
encuentra el electrón imaginemos la
siguiente configuración electrónica 1 s2
12 s2 2 p4 el número cuántico secundario
L para el último electrón localizado es
1 valor que toma el orbital
p número cuántico magnético m sub
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 pasando
por cer Sí si l vale 0 M es = 0 es decir
un solo tipo de orbital s si l vale 1 m
puede valer -1 0 o + 1 es decir tres
tipos de orbitales p si l vale 2 m sub l
puede valer -2 -1 0 + 1 + 2 es decir
cinco tipos de suborbitales D si l vale
3 m sub l puede valer -3 -2 -1 0 + 1 + 2
+ 3 es decir siete tipos de suborbitales
F imaginemos la siguiente configuración
electrónica 1 s2 2 s2 2
[Música]
p4 número cuántico de Spin m subs
corresponde al giro del electrón sobre
su propio eje puede tener dos sentidos
en la dirección de los punteros del
reloj y en el sentido inverso este
número cuántico puede tomar solo los
valores + 1/2 o - 1/2 en cada tipo de
suborbital caben máximo dos electrones y
estos deben tener Spin o giros
Opuestos los electrones son definidos
por cuatro números cuánticos n l m sub L
y m sub s los tres primeros definen el
orbital en que se encuentra el electrón
y m sub s Define el giro imaginemos la
siguiente configuración electrónica 1 s2
2 s2 2 p4 el número cuántico de Spin m
sub s para el último electrón localizado
es - 1/2 valor que le corresponde por
ser el segundo electrón localizado en
ese primer orbital
[Música]
p los números cuánticos descritos
anteriormente sirven para expresar la
situación energética de cada electrón en
un átomo el modelo atómico mecánico
cuántico es una teoría que hasta el
momento explica con éxito la
periodicidad de los elementos químicos
en la tabla periódica así como varias de
las propiedades de los
[Música]
átomos
pregunta indique cuál grupo de números
cuánticos corresponden al último
electrón localizado en la
configuración
alternativa a 3 1 - 2 + 1/2 alternativa
B 4 2 2 - 1/2 alternativa c 3 2 - 2 -
1/2 alternativa d 4 0 1 + 1/2
alternativa e 4 4 0 -
1/2
la alternativa correcta es la letra c 3
2 -2 -
1/2 en esta cápsula aprendiste existen
cuatro números cuánticos que definen la
posición momento y energía de un
electrón los orbitales atómicos
subniveles de energía son la zona donde
existe la máxima probabilidad de
encontrar a un
electrón dentro de un mismo átomo no
existen dos electrones que tengan los
cuatro números cuánticos iguales a lo
más pueden tener los tres primeros
similares pero el número cuántico de
Spin deberá ser
[Música]
diferente
[Música]
ah
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