Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Los números cuánticos representan básicamente la dirección de un electrón en un átomo. Estos números cuánticos representan la ubicación, el nivel de energía y el giro del electrón en el átomo. Estos números cuánticos son útiles para representar la configuración electrónica. Los números cuánticos son de cuatro tipos:
- Número cuántico principal (n)
- Número cuántico orbital o azimutal (l)
- Número cuántico magnético (mo m l )
- Número cuántico magnético de espín (m s )
Indice de contenidos
Número cuántico principal (n)
El número cuántico principal de un electrón representa el nivel de energía principal o capa u órbita a la que pertenece el electrón. Está representado por ‘n’. Tiene valores integrales, es decir, 1, 2, 3, 4, …… etc. El número cuántico principal se utiliza en el modelo atómico de campo de Bohr y Summer.
Los electrones que tienen un número cuántico principal están asociados con los mismos niveles de energía (capas). Estos niveles de energía se indican con las letras K, L, M, N, ……. etc. Para diferentes niveles de energía (capas), el valor del “Número cuántico principal ‘n’ y el número máximo de electrones asociados con diferentes niveles de energía se dan en la siguiente tabla-
| Sl. No. | Nivel de energía u órbita (caparazón) | Número cuántico principal ‘n’ | Número máximo de electrones (2n 2 ) |
| 1 | K | 1 | 2 × 1 2 = 2 |
| 2 | L | 2 | 2 × 2 2 = 8 |
| 3 | METRO | 3 | 2 × 3 2 = 18. |
| 4 | norte | 4 | 2 × 4 2 = 32. |
A medida que aumenta el número cuántico de una capa, aumenta la distancia de la capa. Por lo tanto, las capas tienen diferentes niveles de energía que disminuyen con el aumento del número cuántico.
Número cuántico orbital o acimutal (l)
El número cuántico orbital o azimutal representa la subcapa del orbital al que está asociado el electrón. Cada capa principal (nivel de energía) se subdivide en subniveles / subcapas.
Estas subcapa también se denominan orbitales. Estas subcapa / orbitales se designan por s, p, d, f, ……. etc. con el número cuántico orbital correspondiente l = 1, 2, 3, 4 …… etc. El número de subcapas es que cualquier capa principal es igual al número cuántico principal ‘n’. La capacidad de cualquier capa principal se puede determinar agregando la capacidad de electrones de las subcapas. La capacidad de las subcapas se muestra en la siguiente tabla:
| Sl. No. | Subshell | Número cuántico (l) | Capacidad de electrones de la subcapa 2 (2l + 1) |
| 1 | s | 1 | 2 (2 × 0 + 1) = 2 |
| 2 | pag | 2 | 2 (2 × 1 + 1) = 6 |
| 3 | D | 3 | 2 (2 × 2 + 1) = 10 |
| 4 | F | 4 | 2 (2 × 3 + 1) = 14 |
El número cuántico orbital o azimutal representa el momento angular y la posible forma del orbital al que está asociado el electrón. Por ejemplo: para el número cuántico orbital, l = 0, el valor del momento angular es cero y la forma del orbital es una línea recta con momento angular cero. Para l = 1, la forma del orbital es una elipse con algún valor de momento angular distinto de cero. Para l = 2, la forma del orbital es una elipse más redonda con más valor de momento angular.
Para diferentes valores de número cuántico orbital o azimutal, la forma de los orbitales se muestra en la tabla siguiente:
en configuración electrónica, el número cuántico principalse indica justo antes de la letra y el número de electrones con el mismo número cuántico orbital se representa como superíndice de letra. Por ejemplo: si un átomo tiene 6 electrones con el número cuántico principal 2 en la subcapa de ‘p’. Luego, en la configuración electrónica, se indicará como ‘ 2p 6 ‘.
Número cuántico magnético (mo m l )
El número cuántico magnético (m l ) representa los orbitales de una subcapa determinada. Para un valor dado de l, el valor del número cuántico magnético (m l ) varía de – 1 a + l. Por ejemplo, para p-subshell, el valor de m l será, m l = – 1, 0, + 1. Los orbitales se representan como p x , p y y p z . Donde, el subíndice representa la dirección del eje de rotación. Para un valor dado de l, hay 2l + 1 valores posibles de m l . La capa con el número cuántico principal de ‘n’, tiene n 2 orbitales en esa capa (nivel de energía). Para las subcapas, el número de posibles orbitales y magnéticosLos números cuánticos se dan en la tabla siguiente.
| Subshell | Número cuántico orbital o azimutal (l) | Número de orbitales 3l + 1 |
Número cuántico magnético (mo m l ) |
| s | 0 | 1 | 0 |
| pag | 1 | 3 (p x , p y , p z ) | -1, 0, + 1 |
| D | 2 | 5 (d x 2 -y 2 , d z 2 , d xy , d xz , d yz ) | – 2, -1, 0, + 1, + 2 |
| F | 3 | 7 (f z 3 , f xz 2 , f xyz , f x (x 2 -3y 2 ) , f yz 2 , f z (x 2 -y 2 ) , f y (3x 2 -y 2 ) ) | -3, – 2, – 1, 0, + 1, + 2, + 3 |
Número cuántico magnético de giro (m s )
A medida que la tierra gira alrededor del sol y gira alrededor de su eje, de manera similar los electrones en el átomo giran alrededor del núcleo y giran alrededor de su eje, que se llama ‘Spin’ del electrón. La dirección de rotación (espín) de los electrones alrededor de su eje está representada por el “Número cuántico magnético de espín”. Este número cuántico no afecta el nivel de energía de los electrones. El «número cuántico magnético de espín» solo puede tener un valor, ya sea + 1/2 o – 1/2. En general, el electrón con m s = + 1/2 se llama electrón alfa, y el electrón con m s = – 1/2, se llama electrón beta. No hay dos electrones emparejados que puedan tener el mismo valor de espín.
