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NÚMEROS CUÁNTICOS Los números cuánticos son valores numéricos que nos indican el nivel, subnivel, orbital y sentido de giro de un electrón cualquiera de un átomo Los números cuánticos sirven para ubicar al electrón dentro de la nube electrónica. Los números cuánticos son: 1. Número Cuántico Principal (n) : Determina el nivel de energía, la energía del electrón y el tamaño del subnivel matemáticamente toma los valores. n = 1 , 2 , 3 , …………… …… () ¿Te imaginas una cebolla cortada por la mitad? ¿Qué observas? Centro de la cebolla Núcleo Atómico K 1 Se observan las capas de la cebolla, cierto. Esto equivale a los niveles de energía. 2. L 2 N M 3 4 O 5 * Una cebolla tiene capas. * Un átomo tiene capas ó niveles- Capas Niveles Número Cuántico Secundario (l ) : Determina el subnivel de energía, la geometría del mismo; se le conoce también como número cuántico azimutal ó de momento magnético. Matemáticamente toma los valores: l= 0 , 1 , 2 , ………… (n - 1) …… () Utilicemos otro ejemplo ahora: HOTEL “PANTERAS” 1 2 3 Niveles 4 + s p sp d s pd f Subniveles Así como un hotel tiene pisos un átomo posee niveles. PROF. ROSAMARIA M. CACHI OJEDA 1 Los pisos poseen habitaciones los niveles poseen subniveles. Número Cuántico Subnivel Representación l=0 l=1 l=2 l=3 Sharp s Principal p Difuso d Fundamental f ¿Cómo recordar el orden? Así : sopa de fideo l: 3. s , p , d , f 0 , 1 , 2 , 3 Número Cuántico Magnético (m) : Indica el orbital ó reempe R E E M P E : : : : : : Región Energética Espacial Donde se manifiesta Probablemente El electrón Matemáticamente: * En un orbital pueden haber hasta 2 electrones. m:- l , ……… , 0 , ……… , + l ……… () Ejm. : Completemos según el orden nivel, subnivel, orbital. n=1 l=0 m = 0 (1 orbital) (s) n=2 n=3 l=0 m = 0 (1 orbital) l=1 m = -1 , 0 , +1 (3 orbitales) l=0 l=1 l=2 m = 0 (1 orbital) m = -1 , 0 , +1 (3 orbitales) m = -2 , -1 , 0 , +1 , +2 (5 orbitales) l= l= m= m= l= l= m= m= l=0,1 l = 0, 1,2 Ahora tú: 4. n=4 l= Número Cuántico de Spin (s) : Indica el sentido de giro del electrón en un orbital, a través del campo magnético. Si imaginamos un orbital lleno con dos electrones. 2 PROF. ROSAMARIA M. CACHI OJEDA e- e- N 2 Como pueden convivir dos partículas de carga negativa si se repelen eléctricamente. Uno girará en un sentido y el otro en el sentido contrario generando campos magnéticos Opuestos : norte y sur ; y estos se atraen +1/2 s = 1/2 -1/2 EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1. Respecto a los números cuánticos la relación incorrecta es : a) b) c) d) e) 2. N. C. Secundario subnivel N. C. Principal nivel N. C. Magnético orbital N. C. de Spin nivel N. C. Azimutal subnivel b) c) d) e) El número cuántico principal señala el tamaño del orbital. del orbital. El número cuántico de spin señala la orientación del orbital en el espacio. El número cuántico magnético indica el nivel. En un orbital “f” existe 14 electrones como máximo. La región más pequeña encontrar al electrón es : a) b) c) d) e) donde Una orbita Un subnivel “p” Un átomo Un reempe Un nivel de energía PROF. ROSAMARIA M. CACHI OJEDA Indicar verdadero o falso según corresponda : El número cuántico magnético indica los subniveles de energía. El número cuántico principal indica el tamaño del subnivel. El spin indica la energía de un subnivel. a) VFV d) VVF Indicar la alternativa correcta : a) 3. 4. 5. b) FVF e) FFF El número cuántico l c) FVV = 2, ¿cuántos valores permite de “m”? a) 3 d) 9 6. b) 5 e) 11 c) 7 A continuación se dan los 4 números cuánticos de un electrón (n , l , m , s). ¿En qué tipo de subnivel se encuentra : (4 , 2 , -1 , +1/2)? a) s d) f podemos 7. b) p e) g Con respecto (n , l, a los c) d números cuánticos m , s). Determinar cuáles son conjuntos falsos yo verdaderos (3 , 0 , 0 , +1/2) (2 , 2 , -1 , -1/2) 3 (4 , 1 , 0 , +1/2) a) VVF d) VFF 8. c) FFV ¿Qué valores to n = 4 (4º nivel)? a) 0, 1, 2 d) 3 9. b) VVV e) VFV a) b) c) d) e) b) 0, 1 e) 4 c) 0, 1, 2, 3 12. ¿Cuál de los siguientes números cuánticos esta mal denotado? a) b) c) Los valores del número cuántico principal, según la matemática van desde : a) 0 hasta 7 d) 1 hasta b) 1 hasta 7 c) 0 hasta e) 0 hasta (n - 1) y x z + Tienen igual energía Ninguno y x 2 e) 6s l=0 números cuánticos n = 5 y a) 2 d) 14 c) 5d10 a) l=3 b) l=2 c) l=1 l = 3? b) 6 e) 18 c) 10 15. ¿Cuántas notaciones son correctas respecto a los números cuánticos? Subnivel “s” IV. b) 2s2 6 z Subnivel “p” III. a) 4p6 d) 5p Subnivel “d” II. d) (4 , -3, -2, +1/2) e) (4, 2, -1, +1/2) 14. ¿Cuántos electrones como máximo están asociados a la siguiente combinación de 11. Hallar la relación correcta : I. (4 , 3 , -2, +1/2) (3, 2, -2, -1/2) (1, 0, 0, +1/2) 13. ¿Cuál notación es más estable? (más cerca al núcleo) 10. De acuerdo al gráfico siguiente, ¿cuál de los electrones se encuentra en un nivel de menor energía? a) b) c) d) e) Ia , IIb, IIIc, IVd Ia, IIc, IIIb, IVd Ic, IId, IIIa, IVb Ib, IIa, IIId, IVc Ic, IIa, IIId, IVb (7, 1, 0, -1/2) (2, 2, -1, +1/2) (6, 0, -1, +1/2) (4, 4, 2, +1/2) a) 2 d) 5 d) Subnivel “f” (3, 2, -3, -1/2) (5, 2, -2, +1/2) (4, 1, -1, -1/2) (5, 0, 0, -1/2) b) 3 e) 6 c) 4 TAREA DOMICILIARIA 1. Los números cuánticos sirven para : a) b) c) d) e) 2. Ubicar las capas de energía Determinar la energía del átomo Ubicar un electrón en el átomo Determinar los neutrones de un átomo No esta definido su uso El segundo nivel posee ……… orbitales a) 1 d) 4 4 3. b) 2 e) 5 c) 3 El orbital que es esférico es : a) b) c) 4. Sharp Principal Fundamental d) Nítido e) Difuso Indicar verdadero ó falso según corresponda : N. C. Azimutal Subnivel N. C. Principal 1/2 N. C. Magnético Orbital a) VVV b) VFV c) FVV 4 PROF. ROSAMARIA M. CACHI OJEDA d) VFF 5. e) FVF El número cuántico “m” permite? a) 1 d) 7 6. b) 3 e) 9 c) 5 b) p e) h b) II e) II y III 9. c) III Si nos encontramos en el nivel 6. ¿Cuántos subniveles teóricamente puede contener? a) 1 d) 4 b) 2 e) 6 Indicar la subniveles : a) b) c) d) e) a) 2p4 b) 3d6 2 12 d) 5p e) 4f números cuánticos: n = 4 , I. (4, 2, 0, -1/2) II. (6, 0, 0, +1/2) III. (2, 1, +2, -1/2) IV. (3, 2, +1, +1/2) ¿Qué juego(s) esta(n) mal denotado(s)? 8. d) (3, 3, 1, +1/2) e) (6, 0, 0, -1/2) c) 4s2 14. ¿Cuántos electrones como máximo estarán asociados a la siguiente combinación de c) d Respecto de los juegos de números cuánticos a) I d) IV (4, 1, 0, -1/2) (5, 2, -2, +1/2) (2, 1, 1, +1/2) 13. El electrón más estable se encuentra en : Del juego de números cuánticos (5, 2, 1, +1/2) el subnivel que representa es del tipo a) s d) f 7. = 3. ¿Cuántos valores de a) b) c) a) 2 d) 8 b) 4 e) 10 l = 2? c) 6 15. ¿Cuántas notaciones son incorrectas, respecto a los números cuánticos? (4, 1, 0, -1/2) (5, 3, -1, -1/2) (2, 0, 0, +1/2) (3, 2, 1, -1/2) (3, -2, 1, -1/2) (4, -1, 1, -1/2) a) 0 d) 3 b) 1 e) 4 c) 2 c) 3 afirmación verdadera para “s” 6 electrones “f” 10 electrones “p” 2 electrones “d” 14 electrones Todas son falsas 10. Del gráfico, los electrones “x”, “y”, “z” y “w” están en sus niveles correspondientes. ¿Cuál es el electrón de máxima energía? a) x b) y c) z d) w e) Ninguno x + z w y 11. La relación incorrecta es : a) b) c) d) e) Nivel 1 orbital “p” Spin Subnivel Orbital tamaño de orbital 6 electrones 1/2 N. C. Secundario Reempe 12. El juego de N. C. mal denotado es : PROF. ROSAMARIA M. CACHI OJEDA 5