¿Qué son y para qué sirven? Números Cuánticos y Configuración Electrónica
Summary
TLDREn este video, se explica de manera clara y concisa qué son los números cuánticos y la configuración electrónica. Se detalla cómo los números cuánticos describen las características y comportamientos de los electrones en los orbitales, incluyendo el nivel de energía, el tipo de orbital, la orientación espacial y el giro del electrón. Además, se introduce la configuración electrónica como una forma simplificada de representar la distribución de electrones en un átomo. Se recomienda ver un video previo sobre orbitales antes de continuar con los ejercicios prácticos.
Takeaways
- 📊 Los números cuánticos son valores que describen el estado y comportamiento de los electrones en un átomo.
- 🔢 Existen cuatro números cuánticos: el principal (n), el secundario o azimutal (l), el magnético (ml) y el de espín (ms).
- 🔋 El número cuántico principal (n) indica el nivel de energía en el que se encuentra un electrón, con valores de 1 a 7.
- 🌀 El número cuántico secundario (l) describe el tipo de orbital: s (l=0), p (l=1), d (l=2), y f (l=3).
- 🧭 El número cuántico magnético (ml) determina la orientación del orbital en el espacio, con valores que dependen del tipo de orbital.
- 🔄 El número cuántico de espín (ms) describe el giro del electrón sobre su propio eje, con valores de +1/2 o -1/2.
- 🌐 Los números cuánticos se usan como coordenadas para localizar y describir un electrón dentro de un átomo.
- 📉 La configuración electrónica es una representación resumida de la distribución de los electrones en un átomo.
- 💡 En la configuración electrónica, el número grande indica el nivel de energía, la letra el tipo de orbital y el número pequeño la cantidad de electrones en ese orbital.
- ⚛️ La configuración electrónica permite visualizar cómo se distribuyen y comportan los electrones en un átomo.
Q & A
¿Qué son los números cuánticos y para qué sirven?
-Los números cuánticos son valores que describen las propiedades de los electrones en un átomo. Nos indican cómo es el orbital en el que se encuentra el electrón y cómo se comporta dentro de él.
¿Cuántos y cuáles son los números cuánticos?
-Existen cuatro números cuánticos: el número cuántico principal (n), el número cuántico secundario o azimutal (l), el número cuántico magnético (ml), y el número cuántico de espín (ms).
¿Qué indica el número cuántico principal (n)?
-El número cuántico principal (n) indica el nivel de energía en el que se encuentra un electrón. Puede tomar valores desde 1 hasta 7, siendo 1 el nivel más cercano al núcleo y 7 el más lejano.
¿Qué representa el número cuántico secundario o azimutal (l)?
-El número cuántico secundario o azimutal (l) indica el tipo de orbital en el que se encuentra el electrón. Los valores de l están asociados a los diferentes tipos de orbitales: s (l=0), p (l=1), d (l=2), y f (l=3).
¿Cómo afecta la forma del orbital a la energía de un electrón?
-La forma del orbital afecta la energía del electrón. Los orbitales s son de menor energía, seguidos por los p, d y f, que tienen mayor energía a medida que aumenta l.
¿Qué describe el número cuántico magnético (ml)?
-El número cuántico magnético (ml) describe la orientación del orbital en el espacio. Por ejemplo, un orbital p tiene tres orientaciones (ml puede ser -1, 0 o +1), mientras que un orbital s solo tiene una orientación (ml=0).
¿Qué significa el número cuántico de espín (ms) y qué valores puede tener?
-El número cuántico de espín (ms) describe el giro del electrón sobre su propio eje. Puede tener dos valores: +1/2 si gira a favor de las manecillas del reloj, y -1/2 si gira en contra.
¿Qué nos indica la configuración electrónica de un átomo?
-La configuración electrónica es una forma simplificada de describir la distribución de los electrones en un átomo. Nos indica los niveles de energía, los tipos de orbitales y cuántos electrones ocupan cada orbital.
¿Cómo se representa la configuración electrónica del sodio (Na)?
-La configuración electrónica del sodio (Na) es 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹. Esto indica que el sodio tiene 11 electrones distribuidos en varios niveles y orbitales: 2 en el 1s, 2 en el 2s, 6 en los orbitales p del segundo nivel, y 1 en el 3s.
¿Por qué es importante entender los números cuánticos en la química?
-Entender los números cuánticos es crucial para predecir cómo se distribuyen los electrones en los átomos y cómo interactúan, lo que nos ayuda a comprender las propiedades y comportamientos químicos de los elementos.
Outlines
📚 Introducción a los números cuánticos y la configuración electrónica
El video comienza explicando los conceptos de números cuánticos y la configuración electrónica. Menciona que estos valores matemáticos derivan del modelo atómico de Schrödinger, aunque en una versión simplificada. Los números cuánticos describen las características de un electrón y su comportamiento en un orbital. De los cuatro números cuánticos, tres describen el orbital en el que se encuentra el electrón y el último describe su comportamiento. A continuación, se examinan uno por uno estos números.
🔢 El número cuántico principal y el secundario
Se explica el número cuántico principal (n), que indica el nivel de energía y el tamaño del orbital. Este valor puede ir del 1 al 7. El número cuántico secundario (l), también conocido como azimutal o de momento angular, define el tipo de orbital (s, p, d, f) en el que se encuentra el electrón, con valores que van desde 0 hasta 3. La energía de un electrón depende tanto de n como de l, lo que determina su ubicación y comportamiento dentro del átomo.
📐 Número cuántico magnético y orientaciones espaciales
El número cuántico magnético (ml) describe la orientación espacial de los orbitales, que son tridimensionales. Mientras que el orbital s solo tiene una orientación, los orbitales p tienen tres y los d cinco, con valores que van desde -l hasta +l. Estos números no indican cargas ni energías, solo distintas posiciones en el espacio. Finalmente, los orbitales f tienen siete orientaciones posibles.
🌀 Número cuántico de espín y su relación con el giro del electrón
El número cuántico de espín (ms) describe el giro de un electrón sobre su propio eje, similar a cómo la Tierra gira sobre sí misma mientras orbita el Sol. Los electrones pueden girar en dos direcciones: a favor o en contra de las manecillas del reloj, representados por valores de +1/2 y -1/2 respectivamente. Estos números son útiles para describir completamente la posición y el comportamiento de un electrón en un átomo.
⚛️ Descripción de un electrón usando números cuánticos
Los números cuánticos sirven como coordenadas para localizar y describir un electrón en un átomo. Utilizando los valores de n, l, ml y ms, se puede saber el nivel de energía, el tipo de orbital, la orientación y el giro del electrón. Aunque es posible usar estos números para describir todos los electrones de un átomo, resulta más práctico utilizar la configuración electrónica para resumir la información.
📜 Configuración electrónica del sodio
Se introduce la configuración electrónica como una forma simplificada de describir la distribución de los electrones en un átomo. En el caso del sodio (Na), con 11 electrones, la configuración 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ resume la información de sus orbitales. Cada término en la configuración indica el nivel de energía, el tipo de orbital y el número de electrones presentes. Esta es una representación más manejable que utilizar múltiples números cuánticos.
📊 Conclusión y próximos pasos
El video concluye resaltando la utilidad de los números cuánticos y la configuración electrónica para describir la distribución y comportamiento de los electrones en un átomo. En los próximos videos, se realizarán ejercicios para reforzar el aprendizaje. Se anima a los espectadores a suscribirse, seguir las redes sociales del canal y acceder a más ejemplos y resúmenes de otros temas científicos.
Mindmap
Keywords
💡Números cuánticos
💡Configuración electrónica
💡Nivel de energía
💡Orbital
💡Número cuántico principal (n)
💡Número cuántico secundario (l)
💡Número cuántico magnético (ml)
💡Número cuántico de espín (ms)
💡Orbital s
💡Orbital p
Highlights
Introducción a los números cuánticos y la configuración electrónica, recomendación de ver el vídeo de orbitales para una mejor comprensión.
El modelo atómico de Schrödinger es puramente matemático y los números cuánticos derivan de simplificaciones y aproximaciones de sus cálculos.
Los números cuánticos describen a los electrones y el comportamiento de los orbitales donde se encuentran.
El número cuántico principal indica el nivel de energía de un electrón y qué tan cerca o lejos está del núcleo; puede tener valores del 1 al 7.
El número cuántico secundario (azimutal o de momento angular) define el tipo de orbital (s, p, d, f) y depende del tipo de orbital.
Los valores de los orbitales: s = 0, p = 1, d = 2, f = 3, indicando diferentes niveles de energía y formas de los orbitales.
El número cuántico magnético (ml) indica la orientación del orbital en el espacio, y varía según el tipo de orbital.
Explicación de los valores del número cuántico magnético para los orbitales s, p, d y f, y cómo estos afectan la orientación espacial.
El número cuántico de espín (ms) describe el giro del electrón sobre su propio eje, con dos posibles valores: +1/2 y -1/2.
Los números cuánticos permiten localizar y describir un electrón dentro de un átomo mediante coordenadas cuánticas.
La configuración electrónica simplifica la descripción de la distribución de electrones en un átomo utilizando términos resumidos.
Ejemplo de la configuración electrónica del sodio y cómo se interpreta cada término para entender la ubicación y el giro de los electrones.
Explicación de cómo los electrones ocupan los orbitales en niveles de energía y las orientaciones que pueden tomar en el espacio.
Diferentes representaciones (números cuánticos, diagramas de orbitales, configuración electrónica) explican la distribución de electrones.
Conclusión: la importancia de los números cuánticos y la configuración electrónica en la comprensión del comportamiento de los electrones.
Transcripts
hola a todos espero tengo bien en este
vídeo entenderemos que son y para qué
nos sirven los números cuánticos y la
configuración electrónica ya en los
siguientes vídeos haremos puros
ejercicios pero por ahora te recomiendo
ver nuestro vídeo de orbitales si no lo
has visto es rapidísimo 5 minutos y
regresas tal vez recordarás que llegué a
decir que el modelo atómico de
schrödinger es meramente matemático
[Música]
puros cálculos que muy poca gente puede
resolver entonces los físicos y químicos
utilizando simplificaciones y
aproximaciones o pudieron cuatro valores
que derivan de los cálculos originales
de schrödinger estos cuatro valores son
los números cuánticos y les asignamos
una letra diferente a cada uno
simplemente son valores que nos
describen al electrón o sea nos dicen
cómo es el orbital en el que se
encuentra un electrón y cómo se comporta
este ya estando dentro y en específico
de estos cuatro números cuánticos 3 nos
escriben puramente el orbital a esa
región donde es muy probable encontrar
el electrón y el último ya nos describe
cómo es su comportamiento
ahora sí vamos a ver cada uno
[Música]
[Aplausos]
empecemos con el número cuántico
principal en este número nos indica el
nivel de energía en el que se encuentra
un orbital y como dijimos en el vídeo
pasado dependiendo del nivel de energía
de honor vital es que tan grande será
que los niveles más bajos el orbital es
más pequeño por lo tanto este número nos
dice el nivel de energía de un electrón
y qué tan cerca o lejos está del núcleo
recordemos que existen siete niveles de
energía por lo tanto el número cuántico
principal puede tener valores desde 1
hasta 7 por ejemplo si un electrón se
encuentra en un orbital del primer nivel
de energía el número cuántico n es igual
a 1 si ahora está en el nivel 2 n es
igual a 2 si está en el nivel 3 en es
igual a 3 y así sucesivamente ahora el
número cuántico secundario que también
le llaman azimutal de momento angular o
simplemente sub nivel de energía se le
asigna una l minúscula este nos indica
el tipo de orbital en el que se
encuentra el electrón o sea las
distintas formas de orbitales que
conocemos por lo que el número cuántico
secundario va a tomar 1
distinto que depende del tipo de orbital
si estamos hablando de un orbital tipo s
él es igual a cero si nos referimos a un
orbital p él es igual a uno el orbital
de tiene valor de dos y el f igual a
tres no es tan difícil cuando los
aprendes en orden s&p de f es igual a 0
1 2 3 no no es casualidad de este orden
porque porque la forma del orbital
afecta a la energía de un electrón por
eso a este número cuántico le llamamos
sub nivel de energía de manera concreta
decimos que el orbital ese es el de
menor energía
le sigue el p después los de y el
orbital tipo f es el de mayor energía
por lo tanto la energía de un electrón
depende de su número cuántico n y su
número cuántico l
seguimos con el número cuántico
magnético ml este número nos indica la
orientación en el espacio de una órbita
recordarás que dijimos que los orbitales
son espacios tridimensionales entonces
tienen diferentes orientaciones ahora sí
que diferentes perspectivas dependiendo
desde donde lo veas excepto el orbitales
als el esférico solamente tiene una
orientación es igual desde donde lo veas
entonces cuando hablamos de un orbital
ese el número cuántico magnético
solamente puede valer 0 en cambio cuando
hablamos de los orbitales spain sabemos
que existen 3 orbitales en cada nivel
con su propia orientación entonces el
número cuántico magnético voy a tener
tres valores 0 + 1 o menos 1
debo aclarar son simplemente valores que
se asignan a las distintas orientaciones
para diferenciar un orbital de otro no
quiere decir que un orbital tenga carga
o energía negativa o positiva no nada de
eso son orbitales iguales con diferentes
cómodo en el espacio y bueno sabemos que
los orbitales d son 5 entonces el número
cuántico m puede tomar cinco valores
distintos menos
10 1 y 2 por último tenemos los 7
orbitales efe siete orientaciones
distintas con valores desde menos tres
hasta más tres en el vídeo de ejercicios
sabrás perfectamente cómo establecer
estos valores en cada caso tú tranquilo
tiempo fuera hasta aquí ya vimos los
números cuánticos que nos describen
meramente el orbital vamos a hacernos
una imagen de lo que está pasando
imagina que tenemos estos números
cuánticos el número cuántico principal
nos dice que estamos en el primer nivel
el secundario el igual a cero nos dice
que estamos en un orbital tipo s y por
ende su única orientación es la de m
igual a cero ahora qué pasa cuando nos
movemos a una orbital con estos números
cuánticos
parece la misma situación de un orbital
tipo s pero ahora estamos en el nivel 2
por lo que el orbital sería más grande o
sea el electrón o los dos electrones que
pudiera haber ahí estarían más lejos del
núcleo
cambiemos de nuevo los valores tenemos n
igualados seguimos en el segundo nivel
de energía pero ahora él es igual a 1
entonces tenemos un orbital tipo p
digamos que la orientación es de m igual
a cero pero checa que como seguimos en
el mismo nivel es casi del mismo tamaño
que el orbital pasado por lo que los
electrones mantendrían aproximadamente
la misma distancia con el núcleo ahora
solo vamos a cambiar el valor del número
cuántico magnético sigue siendo un
orbital p del segundo nivel pero ahora
tiene otra orientación y si quisiéramos
ver una órbita del tipo d pues nos
tendremos que ir hasta el tercer nivel
de energía recuerda que no todos los
orbitales existen en todos los niveles y
así veríamos nuestro primer orbital de
mucho más grande que los orbitales del
nivel 2 y así podríamos jugar todo el
día con los números cuánticos pero creo
ya entendimos la idea veamos finalmente
el número cuántico de espn o de giro del
electrón ms este es el más sencillo el
puro nombre nos lo dice los electrones
en realidad cuando se
alrededor del núcleo no están girando
así nada más sino que están girando
sobre su propio eje así como la tierra
gira alrededor del sol y sobre sí misma
al mismo tiempo
ese giro es algo que solo se determina
experimentalmente entonces por
conveniencia decimos que si gira a favor
de las manecillas del reloj se
representa el electrón como una flecha
hacia arriba y en ese caso el número
cuántico ms es igual a más un medio
si girará en contra de las manecillas se
representa con una flecha hacia abajo y
ms es igual a menos un medio
esos son los únicos dos valores de este
número cuántico más un medio si
colocamos la flecha hacia arriba o menos
un medio si escribimos la flecha hacia
abajo ya que entendimos los números
cuánticos los podemos utilizar como
coordenadas para localizar y describir
un electrón por ejemplo imagina que
tenemos esos números cuánticos n nos
diría que estamos en el tercer nivel de
energía siempre nos será útil usar el
modelo de board para imaginarse esto más
fácil
en fin l igualados nos indica que
estamos en uno de los orbitales de ese
nivel como no vamos a estar dibujando
siempre los orbitales mejor lo
representamos con un cuadro y su número
cuántico magnético debajo ahora sí ml
nos indica en cuál de esos estamos
específicamente y al final ms nos indica
cómo es el giro aquí como es menos un
medio lo representamos al electrón como
una flecha hacia abajo como ves los
números cuánticos son muy útiles para
describir un electrón pero ahora imagina
que quieres describir todos los
electrones del sodio que son 11 serían
cuatro números cuánticos por cada
electrón son muchísimos datos por eso
mejor utilizamos la configuración
electrónica que simplemente es una
representación
más sencilla y resumida de todos los
electrones en un átomo por ejemplo esta
sería la configuración electrónica del
sodio en el siguiente vídeo aprenderás a
cómo hacerla tu mismo pero por ahora
mira que en una configuración se compone
de varios términos y cada uno de ellos
nos dice tres cosas importantes el
número grande nos dice el nivel de
energía en el que estamos
la letra lógicamente nos dice el tipo de
orbital o sea nos indica el número
cuántico l y el número pequeño nos dice
cuántos electrones hay en el orbital que
nos hayan indicado a qué me refiero
vamos de nuevo a la configuración del
sodio el primer término es 1s 2 eso nos
dice que el orbital ese del nivel 1 está
ocupado por dos electrones cada uno de
ellos gira hacia un lado diferente por
eso lo representamos con una flecha
hacia arriba y el otro hacia abajo ahora
el siguiente término es 2s 2 eso quiere
decir que el orbital ese del nivel 2
también tiene dos electrones
vamos con 26 eso nos indica que hay 6
electrones repartidos en los tres
orbitales p del segundo nivel de energía
por ejemplo vemos los tres orbitales
obviamente cada uno tendría una
habitación distinta y tenemos dos
electrones en cada uno así es como se
verían los seis electrones
y finalmente 13 s 1 o sea sólo hay un
electrón en el orbital s del tercer
nivel no necesariamente tienen que estar
llenos todos los orbitales de un átomo
en resumidas cuentas los 11 electrones
del sodio se pueden escribir con muchos
números cuánticos que hasta marea o
podemos utilizar este diagrama de
orbitales pero definitivamente la manera
más sencilla sería con la configuración
electrónica pero al final del día
todas estas representaciones son lo
mismo nos describen cómo se distribuyen
los electrones en un átomo y a partir de
ahí se puede deducir más o menos cómo se
va a comportar el teatro muchas gracias
ojalá todo haya quedado muy claro ahora
sí solamente vamos a hacer ejercicios de
esto ahí nos vemos
aquí te dejo los siguientes temas te
gustó el vídeo ayúdanos a crecer dándole
like suscribiéndote y no olvides echarle
un vistazo a nuestras redes sociales
tenemos resúmenes más ejemplos más
ejercicios devolviesen científica y
mucho más
[Música]
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