Clase 1. Organización de los Elementos en la Tabla Periódica de acuerdo con las propiedades de los átomos y su ubicación en los Orbitales atómicos.

Orbitales atómicos:

Un orbital atómico es la región del espacio donde se mueven los electrones, los cuales no tienen una trayectoria definida, ya que es imposible conocer la posición de un electrón de un orbital en un momento determinado.

En otras palabras un orbital atómico es una región o zona en la cual existe la mayor posibilidad de encontrar un elelctrón. Cada subnivel de energía está formado por uno o más orbitales que se designan con las letras s, p, d y f.

Observa los dos siguientes videos: 

Dicho esto, el máximo número de electrones posible en un orbital es un par. Los electrones giran sobre si mismos, uno en el sentido de las manecillas del reloj y el otro en sentido contrario. A la rotación del electrón sobre su propio eje, se le llama spín , y a la forma en que estos spines se distribuyen está regida por  Principio de Exclusión de Pauli  y la Regla de Hund, las cuales detallaremos más adelante en la siguiente clase.

Por lo tanto, en la tabla periódica se pueden ubicar de la siguiente forma:

 Números cuánticos y su relación con la estructura electrónica.

En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos que nos indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.

En 1926, Erwin Schrödinger postuló una ecuación, conocida como ecuación de onda, que le permitió calcular los niveles de energía en un átomo, fundando así, una nueva mecánica, la de las partículas subatómicas, que se llamó mecánica cuántica. 
Las soluciones de la ecuación de onda describen los diferentes estados disponibles para los electrones en el interior de los átomos, tal y como se describe en el siguiente video:

Los números cuánticos por lo tanto, son variables involucradas en la ecuación de onda de Schrödinger. Dependiendo de los valores de los números cuánticos, se obtienen diferentes soluciones para la ecuación de onda. Estas soluciones permiten conocer los lugares de máxima probabilidad para ubicar a un electrón dentro de un átomo.

Observa el siguiente Video:

Tabla periódica: números cuánticos

En resumen:

Para n tambieén puedo calcular el número máximo de electrones permitidos en cada nivel:

Por otro lado, recordando que de acuerdo con los orbitales atómicos o subniveles s,p,d y f, podemos también conocer los valores de l:

... los número cuánticos se acomodan por lo tanto en dichos subniveles, por ejemplo según el valor del nivel de energía n o número angular l, podemos calcular los valores del número magnético ml o el número spín ms, teniendo en cuenta el número de orbitales:

Energía Relativa:

En la química atómica, la Energía Relativa es aquella que está relacionada con los distintos niveles de energía presentes en los orbitales de un electrón. Su calculo depende del número cuántico principal y el número cuántico secundario, por lo que se calcula de la siguiente forma:              

"La energía asociada a las regiones orbitales depende de la suma de los números cuánticos principal y secundario"

 ER = n + l

(donde n: nivel y l: subnivel)

 ER = n + l 

Nota: Recordemos que los electrones se encuentran en diferentes orbitales alrededor del núcleo, entonces, en cada orbital se tiene un nivel de energía diferente, tenemos que la energía relativa del electrón es esa energía en particular que permite al mismo mantenerse en cierto orbital y en tal caso poder pasar de un orbital a otro.

¿Cómo pueden preguntarme algo referente a los números cuánticos? , Miremos los siguientes casos...

#1

#2

#3

 EJEMPLO: Calcula los cuatro números cuánticos del orbital: 4d6

#4

Para más información, accede al siguiente link e interactúa con las aplicaciones o juegos de práctica de este tema en estudio : Los cuatro números cuánticos y su significado

Actividad:

1) Comente al final del Blog (se puede hacer retroalimentación, poner dudas, compartir o intercambiar ideas con sus compañeros comentándoles etc)

2) Descargue la práctica del Cloud campus, puede imprimirla y responderla en el mismo documento y enviarlo al correo del docente, o responder en su cuaderno y enviar fotografías del mismo.