Números cuánticos

Números cuánticos

Los números cuánticos son cuatro datos que ubican a un electrón en un átomo. Se escriben en este orden: n, ele, ml y ms. Un electrón en un orbital 2p, con espín hacia arriba, se escribe (2, 1, 0, +1/2).

El átomo tiene un núcleo y electrones alrededor. Esos electrones no se anotan solo con “están afuera”. Cada uno se distingue por el nivel, la forma del orbital, la orientación y el espín. En la estructura del átomo se ve el núcleo y la nube de electrones. Aquí se precisa cómo se nombra un electrón de esa nube.

Los cuatro datos

Nivel, forma, orientación y espín

n es el número principal. Es un entero positivo: 1, 2, 3 y así. Indica el nivel de energía. ele es el número azimutal. Va desde 0 hasta n menos 1 e indica la forma del orbital. ml es el número magnético. Va desde menos ele hasta más ele, incluido el 0, e indica la orientación. ms es el espín. Solo vale +1/2 o -1/2.

En el dibujo el título dice Los cuatro números. Hay cuatro tarjetas. La naranja muestra n, Principal y Nivel de energía. La morada muestra ele, Azimutal y Forma del orbital. La azul muestra ml, Magnético y Orientación. La verde muestra ms, Espín y +1/2 o -1/2.

La forma

Esfera y dos lóbulos

Si ele vale 0, el orbital es s y su forma es una esfera. Si ele vale 1, el orbital es p y se dibuja con dos lóbulos unidos. Si ele vale 2, el orbital es d. Si ele vale 3, el orbital es f. Esas dos últimas formas no son una esfera ni dos lóbulos.

Con n igual a 1, ele solo puede ser 0: hay orbital s. Con n igual a 2, ele puede ser 0 o 1: hay orbital s y orbital p. Con n igual a 3 aparece también el d. Con n igual a 4 aparece también el f.

En el dibujo el título dice Forma del orbital. A la izquierda, un recuadro naranjo dice ele = 0 y muestra un círculo naranjo. Debajo se lee Orbital s. Al centro, un recuadro morado dice ele = 1 y muestra dos lóbulos morados unidos. Debajo se lee Orbital p. A la derecha, un recuadro azul dice ele = 2, orbital d, ele = 3 y orbital f. No dibuja esas formas. Dice: No son una esfera ni dos lóbulos. Su forma es más compleja.

Un ejemplo

Un electrón en 2p

El 2 de 2p es el nivel, así que n vale 2. La letra p corresponde a ele igual a 1. En ese subnivel hay tres orientaciones: ml puede ser -1, 0 o 1. Si se elige la del medio, ml vale 0. Si el espín es hacia arriba, ms vale +1/2. Los cuatro datos quedan (2, 1, 0, +1/2).

En el dibujo el título dice Un electrón en 2p. Hay cuatro filas. n = 2 queda al lado de Nivel 2. ele = 1 queda al lado de Orbital p. ml = 0 queda al lado de Una orientación. ms = +1/2 queda al lado de Espín hacia arriba. Al pie se lee: Se escribe (2, 1, 0, +1/2).

En III Medio

Orbitales y números cuánticos se trabajan en química de enseñanza media. El material del Currículum Nacional sobre números cuánticos los junta con los orbitales y la configuración electrónica.