Nube ElectrnicaLos electrones son partculas evasivas, que no se
pueden observar directamente. Puesto que no se puede observar un
electrn, no se puede conocer su ruta y localizacin exacta. Debido a
ello, los cientficos pueden nicamente identificar las regiones del
espacio donde los electrones tienen ms probabilidad de encontrarse.
Estas regiones del espacio se denominan orbitales. Un orbital es
una regin del espacio alrededor del ncleo donde hay una alta
probabilidad de encontrar electrones. El nmero mximo de electrones
que puede haber en un orbital es de dos. Los orbitales pueden estar
vacos (sin electrones), llenos un 50% (1 electrn) o completamente
llenos. La descripcin de la localizacin de los electrones es
similar a cuando se da la direccin de una persona. Una direccin
indica el departamento, la ciudad y la calle donde vive una persona
o un grupo de personas. Para describir la posicin de un electrn en
un tomo, los qumicos especifican los niveles de energa, los
subniveles y orbitales en donde se encuentran los electrones.
Nivel de EnergaLos orbitales se encuentran organizados en
niveles de energa. Los electrones ms cercanos al ncleo estn en
niveles de energa inferiores. Los niveles de energa superiores estn
localizados, en promedio, progresivamente ms lejos del ncleo. El
nmero de mximo de electrones por nivel de energa se puede
determinar por medio de la siguiente relacin: 2n2 Nmero mximo de
electrones para cada nivel de energa Nivel de Energa (designacin
Nmero Mximo de por letras) Electrones 1(K) 2(1)2 = 2 2(L) 2(2)2 = 8
3(M) 2(3)2 = 18 4(N) 2(4)2 = 32 5(O) 2(5)2 = 50 6(P) 2(6)2 = 72
Subnivel de Energa y Orbitales
Cada nivel de energa se divide en uno o ms subniveles. Un
subnivel est compuesto de orbitales que tienen las mismas
caractersticas dentro de un nivel de energa. El nmero de subniveles
que se encuentra dentro de un nivel de energa corresponde al nmero
de nivel de energa (el nmero cuntico principal). Por lo tanto, el
primer nivel de energa contiene nicamente un subnivel. El segundo
nivel de energa dos subniveles, el tercero tres, y as
sucesivamente. Cada subnivel se denota con una letra: s es el
subnivel de energa ms bajo; p es el siguiente subnivel con un poco
ms de energa; d tiene una energa an mayor y f es el subnivel con
mayor energa de los cuatro. Los subniveles se diferencian por la
forma de las regiones donde hay mayor probabilidad de encontrar
electrones. Un orbital s tiene forma esfrica. El subnivel p tiene
una distribucin ms compleja. Cada uno de los tres orbitales p se
distribuyen a lo largo de cada uno de los tres ejes del sistema de
coordenadas tridimensionales. Un subnivel p completo es una
combinacin de los tres orbitales p. Hay cinco orbitales d y 7
orbitales p, ambos de formas complejas. Cada subnivel est formado
por un conjunto de orbitales. Cada uno de estos orbitales
representa una nube electrnica con forma determinada. El conjunto
de orbitales que forman un subnivel determinado poseen todos igual
energa. La diferencia entre un orbital del mismo tipo de subnivel
pero que se encuentra en diferente nivel de energa, es el tamao.
As, un orbital 1s comparado con un orbital 2s, se diferencian en
que el orbital del nivel 2 es ms grande, al grado que como se
observa en la siguiente animacin, el orbital 1s queda en el centro
del orbital 2s. Lo mismo ocurre con el orbital 4d+2, que es ms
grande por lo que el orbital 3d+2 se puede observar en la parte
interna. Por ltimo, podemos observar la complejidad de un orbital
6f0. Cada uno de los subniveles tiene un nmero mximo de electrones.
As: Nmero mximo de electrones en cada subnivel (o subcapa) Subnivel
(o subcapa) Nmero Mximo de Electrones s 2 p 6 d 10 f 14
Los subniveles en los primeros cuatro niveles de energa quedan
distribuidos de la siguiente manera: Subniveles para los cinco
primeros niveles de energa Nivel de Energa Nmero de Subniveles
Designacin de Subnivel 1 1 1s 2 2 2s, 2p
3 4
3 4
3s, 3p, 3d 4s, 4p, 4d, 4f
Finalmente, Por medio del siguiente diagrama se puede tener un
esquema de todos los niveles de energa con sus correspondientes
subniveles. (ver diagrama)
-3
-2
Forma tridimensional de los diferentes orbitales -1 0 +1
+2
+3
1s
2p
3d
4f
La nube electrnica o zona extra nuclear es la regin que Rodea al
ncleo y est formada por electrones, los cuales Se ubican en REEMPE
u ORBITALES, siendo el conjunto De orbitales un subnivel de energa
y un conjunto de Subniveles de energa un nivel de energa. NMEROS
CUNTICOS Son parmetrosmatemticos que nos indican el estado Deenerga
de un electrn de un tomo. Un conjunto Permitido de sus valores
describe una determinada regin De probabilidad de contener al
electrn. As mismo Describen la nube electrnica del tomo de
hidrogeno ECUACIN DE ONDA DE ERWIN SCHRDINGER El fsico de origen
austriaco ERWIN SCHRODINGER Propuso una ecuacin de onda para
describir el Comportamiento de un electrn, esta ecuacin dota al
Electrn de una naturaleza ondulatoria y corpuscular Simultneamente,
la cual est de acuerdo con los Resultados experimentales. ECUACIN
DE ONDA: Dnde: :Funcin de onda del electrn, se lee psi : Segunda
derivada parcial de la funcin De onda respecto a x m: Masa del
electrn h : Constante de Planck Et :Energa total de un electrn Ep
:Energa potencial de un electrn x, y, z : Ejes coordenados en el
espacio Tridimensional La solucin matemtica de la ecuacin de onda
de Schrdinger, requiere de la introduccin de determinados
Nmeros enteros que estn relacionados con la energa, Probable
ubicacin y forma de la nube electrnica; estos Nmeros reciben el
nombre de NMEROS CUNTICOS. = f(n; l, ml) Para el orbital Estos
nmeros cunticos no son suficientes para explicar todas las
propiedades del electrn, es por eso que es necesario la introduccin
de un cuarto nmero cuntico llamado SPIN Paul Dirac y Pascual Jordan
replantearon la mecnica cuntica no relativista de Erwin Schrdinger
aplicando la teora de la relatividad de Albert Einstein,
estableciendo de esta manera la mecnica cuntica relativista que
involucra en la solucin al cuarto nmero cuntico llamado spin = f(n;
l; ml; ms) Para el electrn 1. NMERO CUNTICO PRINCIPAL (n): Nos
indica: 1.1 Para el electrn: El nivel de energa principal que ocupa
el electrn. Por ejemplo: n = 2 El electrn se encuentra en el
segundo
nivel de energa. n = 5 El electrn se encuentra en el quinto
nivel de energa 1.2 Para el orbital: El tamao o volumen del
orbital, por lo cual a mayor valor de n, mayor es el tamao del
orbital. Por ejemplo: Se tienen los orbitales: (2s) y (5s)
Por lo tanto: El orbital orbital (5s) es de mayor tamao que
el
(2s)
1.3 Valores permitidos: Slo toma valores enteros positivos sin
considerar el cero. n = 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; .....; 2. NMERO
CUNTICO SECUNDARIO (l): Tambin es denominado nmero cuntico azimutal
o del momento angular; nos indica: 2.1 Para el electrn: El subnivel
de energa del
electrn donde este debe encontrarse en un nivel n. 2.2 Para el
orbital: Su forma geomtrica. 2.3 Valores permitidos: Los valores
que l puede tomar estn comprendidos entre cero hasta (n - 1), es
decir: l = 0; 1; 2; 3; ....; (n - 1) Por ejemplo: Si: n=1l=0 n = 2
l = 0; 1 n = 3 l = 0; 1; 2 n = 4 l = 0; 1; 2; 3 n = 5 l = 0; 1; 2;
3; 4 Luego: l 0 1 2 3 4 5 6 ... Subnivels p d f g h i ...
FORMAS DE LOS ORBITALES SUBNIVEL VALORES SIGNIFICADO FORMA l
ESPECTROSCPICO GEOMTRICADEL ORBITAL s p d f 0 1 2 3 Sharp Principal
Difuse Fundamental Esferica Dilobular Tetralobular Octolobular
