De acuerdo con la Mecánica Cuántica no
es posible establecer, en un instante dado, la velocidad y la posición de un
electrón en un átomo. Se habla de probabilidad de hallar a un electrón en un
determinado lugar alrededor del núcleo.
Los electrones están dispuestos en capas o niveles que corresponden a zonas con mayor probabilidad
de hallar al electrón. Al aumentar el número de electrones, conforme aumenta el
Z, aumenta el número de niveles. Estas capas se denotan con las letras K, L, M,
N, O, P, Q, y admiten un número máximo de electrones, dado por la expresión 2n2, siendo n el número
de capa. Así la K admite 2 electrones, la L 8, la M 18, la N 32.
Se llama orbital atómico a la función matemática ψ que es solución de la
Ecuación de Schrödinger, tal que ψ2
da la
probabilidad de encontrar un electrón en una zona del espacio alrededor del
núcleo. Cada electrón está “caracterizado” por sus 4 números cuánticos:
n =
nº cuántico principal m = nº cuántico magnético
l =
nº cuántico angular o azimutal s
= nº
cuántico de spin
Según el Principio de exclusión de Pauli, 2 electrones no
pueden tener los 4 números cuántico iguales. Esto equivale a decir que un
orbital atómico no admite más de 2 electrones.
El n
indica
el nivel o capa. Como cada capa admite un máximo de electrones, y no puede
haber más de 2 electrones en un orbital, se deduce que al aumentar Z aumenta el
número de orbitales por cada capa. Los valores que puede tomar n son
números enteros: 1, 2, 3, 4, 5, etc.
El l
está
relacionado con el momento angular del electrón en su movimiento orbital
alrededor del núcleo. Puede tomar valores desde 0 hasta (n –
1). Por ejemplo si n = 2, l
puede
valer 0 ó 1.
Cuando l vale
0 el orbital recibe el nombre “s”, cuando vale 1 se llama orbital “p”, cuando vale
2 se llama “d”, cuando vale 3 se llama “f” y así sucesivamente.
Cada uno de éstos orbitales está
asociado con una representación de la densidad electrónica en el espacio
alrededor del núcleo, relacionada con la probabilidad de encontrar al electrón.
El m
está
relacionado con las posibles orientaciones del vector momento angular en un
campo magnético. Puede adoptar valores desde -l
hasta
+l pasando por el 0. Por ejemplo: –l, 0 , +l.
El s
(relacionado
con el movimiento de rotación del electrón sobre su eje) puede valer +1/2 o – 1/2
según el momento angular de
En la siguiente tabla se muestran los
posibles valores de los números cuánticos:
l =
0 ----------- orbital s ------------- 2 electrones
l =
1 ----------- orbital p ------------- 6 electrones
l =
2 ----------- orbital d ------------- 10 electrones
l
=
3 ----------- orbital f -------------- 14 electrones
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