NÚMEROS CUÁNTICOS Los números cuánticos son parámetros matemáticos que se utilizan para conocer la ubicación de cada uno de los electrones que se encuentran en el átomo
1. N. C. Principal (n) : Determina el nivel de energía, la energía del electrón y el tamaño del subnivel matemáticamente toma los valores. n = 1 , 2 , 3 , …………… …… ( )
2. N. C. Secn!ari" (l) : Determina el subnivel de energía, la geometría del mismo se le conoce tambi!n como ". #. azimutal ó de momento magn!tico. $atemáticamente toma los valores: l % & , ' , ( , )))) *n + ' )) * β
N#$er" C%n&ic" l=+ l=1 l=2 l=3
S'niel -arp /rincipal Di0uso 1undamental
Repreen&aci* n s p d 0
2sí : 3. N. C. Man-&ic" ($) : 4ndica el orbital ó reempe 5 6 6 $ / 6
: : : : : :
5egión 6nerg!tica 6spacial Donde se mani0iesta /robablemente 6l electrón
$atemáticamente : ml : +l , ))) , & , ))) , 7l *(l 7 ' valores 68. : #ompletemos según el orden nivel, subnivel, orbital. n%'
⇒ l % &
⇒
m % & *' orbital *s
l % & ⇒ m % & *' orbital n%(
⇒ l % & , '
l % ' ⇒ m % +' , & , 7' *3 orbitales
n % 3 ⇒l % &, ', (
l % & ⇒ m % & *' orbital l % ' ⇒ m % +' , & , 7' *3 orbitales l % ( ⇒ m % +( , +' , & , 7' , 7( *9 orbitales
2ora tú:
n% ⇒
l% l% l% l%
⇒ m% ⇒ m % ⇒ m% ⇒ m%
/ N. C. !e Spin ($ : 4ndica el sentido de giro del electrón en un orbital, a trav!s del campo magn!tico.
2 ;6"65 6" #<6";2
Ener0a rela&ia (ER) !e l" "r'i&ale La energía relativa de los orbitales atómicos aumenta con la suma *n7 . -egún esta regla la energía de los subniveles aumenta en este orden:
p ! .2
/ara orbitales con el mismo valor de *n7 l , la energía del otro orbital aumenta con el incremento del número cuántico principal, =n>. ! 4p 5
PR6CTIC6 '. 5especto a los números cuánticos la relación incorrecta es : a ". #. -ecundario → subnivel b ". #. /rincipal → nivel c ". #. $agn!tico → orbital d ". #. de -pin → nivel e ". #. 2zimutal → subnivel (. 4ndicar la alternativa correcta: a 6l ". #. principal señala el tamaño del orbital. b 6l ". #. =l> señala el volumen del orbital. c 6l ". #. de spin señala la orientación del orbital en el espacio. d 6l ". #. magn!tico indica el nivel. e 6n un orbital =0> e?iste ' electrones como má?imo. 3. La región más pequeña donde podemos encontrar al electrón es : a c
b 1@1
c 1@@ d @@1
. 6l ". #. l % (, Acuántos valores permite de =m>B a 3 b 9 c C d e ''
e 111
9. 2 continuación se dan los números cuánticos de un electrón *n , l , m , s. A6n qu! tipo de subnivel se encuentra : * , ( , +' , 7'E(B a s b p c d d 0 e g F. #on respecto a los ". #. *n, l, m, s. Determinar cuáles son con8untos 0alsos yo verdaderos * *3, &, &, 7'E( * *(, (, +', +'E( * *, ', &, 7'E( a @@1 b @@@ c 11@ d @11 e @1@ C. AGu! valores toma el ". #. =l> si n % *H nivelB a &, ', ( b &, ' c &, ', (, 3 d 3
e
I. Los valores del ". #. principal, según la matemática van desde: a & asta C b ' asta C c & asta ∞ d ' asta ∞ e & asta *n + ' . Jallar la relación correcta: 4. 44. 444. 4@.
l%& l%3 l%( l%'
a -ubnivel =d> b -ubnivel =p> c -ubnivel =s> d -ubnivel =0>
a 4a , 44b, 444c, 4@d b 4a, 44c, 444b, 4@d c 4c, 44d, 444a, 4@b d 4b, 44a, 444d, 4@c e 4c, 44a, 444d, 4@b '&. A#uál de los siguientes ". #. esta mal denotadoB a. * , 3 , +(, 7'E( b * , +3, +(, 7'E(
c *3, (, +(, +'E( d *, (, +', 7'E( e. *', &, &, 7'E( '' A#uántas notaciones son correctas respecto a los números cuánticosB • *C, ', &, +'E( • *3, (, +3, +'E( • *(, (, +', 7'E( • *9, (, +(, 7'E( • *F, &, +', 7'E( • *, ', +', +'E( • *, , (, 7'E( • *9, &, &, +'E( a (
b 3
c
d 9
e F
'(. De acuerdo a la mecánica cuántica, Acuántos de los siguientes subniveles son imposibles de e?istirB K F0 K (d K Is K 9 K 30 a ' b ( c 3 d e 9 '3. . 2corde con la mecánica cuántica, Aqu! subniveles son imposibles de e?istirB KFg K9p K0 KCn KFi a '
b (
c 3
d
e 9
'. Jallar a 7 b 7 c en:
N
(p 9d F0
R
a b c
a 'I
c ''
c '
d (&
e ".2
'9. rdenar de menor a mayor energía relativa.
a 2M#
4d
5f
2p
A
B
C
b 2#M c M2#
'F .A#uál de los siguientes es más estableB a 0 b 9d c Fp d Cs
d #M2 e #2M
e ;odas son iguales
'C. -i: n % ? 7 '. A#uántos valores toma N NB a ? + ' b ? c ? 7 '
d ? 7 (
e ? 7 3
'I. "ormalmente los números cuánticos identi0ican al: a /rotón y neutrón b electrón c núcleo del átomo d antielectrón *positrón e átomo radiactivo
'. -i n % 9. Acuántos valores toma N NB a & b '
c 3
d
e 9
(&. -i el número cuántico secundario vale ', entonces la suma de los valores de los números cuánticos magn!ticos es: a & b 9 c 3 d C e ( ('. #uántos valores presentará el número cuántico magn!tico, si el número cuántico secundario es igual a 3B a 3 valores b ' valor c F valores d C valores e ∝ valores ((. .A#uáles son los valores que toma el número cuántico secundario para un átomo en el cuarto nivelB a &, ' b &, ', ( c &,', (, 3 d &, ', (, 3, e & (3. 6l ".#. principal de s( es: a 3 b (c
&
d
(. 6l ".#. magn!tico del último electrón de 3d C, es: a 7 ( b +( c & d '
e 9 e +'
(9. AGu! secuencia de números cuánticos es correctaB a (, (, &, +'E( b (, ', +(, 7'E( c 3, &, +3, 7'E( d , (, +(, 7'E( e 9, &, &, 73E( (F. 5especto de los 8uegos de números cuánticos 4. *, (, &, +'E( 44. *F, &, &, 7'E( 444. *(, ', 7(, +'E( 4@. *3, (, 7', 7'E( AGu! 8uego*s esta*n mal denotado*sB a 4 b 44 c 444 d 4@
e 44 y 444
(C. 6l 8uego de ". #. mal denotado es : a *, ', &, +'E( b *3, 3, ', 7'E( d *F, &, &, +'E( e *(, ', ', 7'E(
c *9, (, +(, 7'E(
(I. A#uántas notaciones son incorrectas, respecto a los números cuánticosB O *, ', &, +'E( O *9, 3, +', +'E( O *(, &, &, 7'E( O *3, (, ', +'E( O *3, +(, ', +'E( O *, +', ', +'E( a &
b '
c (
d 3
e
(. 6l número cuántico l % 3. A#uántos valores de =m> permiteB a ' b 3 c 9 d C e
CON7I8UR6CI9N E:ECTR9NIC6
#onsiste en ordenar a los electrones de un sistema atómico de acuerdo al principio de 0ormación de 2<1M2< , el cual establece que los electrones deben ordenarse de menor a mayor energía.
Rela !e M"ller (;Serrc<")
C"niraci*n elec&r*nica
7ORM6 >ES6RRO::6>6?
E@CEPCIONES EN >ISTRIAUCI9N E:ECTR9NIC6? las curvas de la energía relativa muestran 0luctuaciones al ba8ar a orbitales más e?teriores, de manera que al llenar los orbitales se encuentran ciertos anomalías que no cumplen el /rincipio de 2u0bau. 6n general, se a descubierto que las estructuras en las que los orbitales degenerados están medio llenos *todos los spins desapareados tienen una estabilidad mayor. 2lgunos casos: "s( , *n P ' d ⇒ ns' *n P 'd9 "s( , *n P ' dI ⇒ ns& *n P 'd'& "s( , *n P ' d ⇒ ns' *n P 'd'&
-on elementos que presentan anomalía: 2#r, 5ag, 5/t, 5B 2u
#u,
2B
"b,
1
$b,
2
;e,
3
5u,
/d,
4
ESTRUCTUR6S E:ECTR9NIC6S >E IONES? Los elementos pueden ganar, perder o compartir electrones como consecuencia de las reacciones químicas. 6n cualquiera de los casos el elemento tratará de conseguir una estructura de mayor estabilidad. /or regla general los metales sólo perderán electrones y su carga aparente o "<$65 D6 Q4D2#4R" será positivo trans0ormándose en un catión. 6n cambio, los no metales pueden ganar electrones adquiriendo ".. negativos *en los aniones monoatómicos. EDe$pl" . #onstruir las con0iguraciones electrónicas de: a C" : SJeT (s( (p3 b 'F- : S"eT 3s( 3p3 " P 3 : SJeT (s ( (pF -++( : S"eT 3s( 3pF ".. % 3 P ".. % (P " 73 : SJeT (s ( -7 : S"eT 3s ( ".. % 37 ".. % 7 79 7F " : SJeT - : S"eT ".. % 97 ".. % F7
PROPIE>6>ES M68NTIC6S. Las propiedades magn!ticas de las sustancias sean átomos o mol!culas son consecuencias directa de la estructura electrónica de las especies. / SUST6NCI6S >I6M68NTIC6S? 6stas sustancias tienen estructuras electrónicas en las cuales todos los electrones están apareados. / SUST6NCI6S P6R6M68NTIC6S? /or presentar uno o más electrones no apareados.
/ráctica '. A#uál es la con0iguración electrónica de un átomo en el estado 0undamentalB a's' b 's( c 's((s' d 's((s( e (s' (. a s2
La con0iguración electrónica de un átomo en su estado basal es: b 3d c p4 d 3p4 e 3d2
3.La con0iguración electrónica del elemento U % '3, es:
a 's( (s' b 's( (s( (pF 3s' c's( 'p 'd9 d 's( (s( (pF 3s( 3p' e 's( (s( (pF 3s( 3p3 a
. -i el siguiente átomo tiene '& neutrones.
E
a
2
Determine la con0iguración electrónica. a 's((pF3s( b 's((s((pF3s(3pFs( c 's((s((pF3s(3pFs( d 's((s((p 9. La con0iguración electrónica del átomo de sodio con número atómico '' y peso atómico (3, es: a 's( (s( (pF 3s3 b 's( (s( (pF 3s( 3pF s( 3d3 c 's( (s( (pF 3s' d 's( (s( (pF 3s( 3p' F. La con0iguración electrónica: 's( (s( (pF 3s( 3p. #orresponde al elemento: a
#arbono
b "itrógeno c ?ígeno d 2zu0re e
Calcio
12 6C
14 7N
16 8O
32 16S
40 20Ca
C. A#uál será la con0iguración electrónica correcta para el elemento de número atómico (3B a 's( (s( (pF 3s( 3pF 3d9 b 's( (s( (pF 3s( 3p3 c 's( (s( (pF 3s( 3pF s( p3 d 's( (s( (pF 3s( (p9 s( 3d
e 's( (s( (pF 3s( 3pF s( 3d3 I. 4ndique la cantidad de niveles usados para realizar la con0iguración electrónica del bromo. *U%39 a ' b ( c 3 d e 9
. -eñale la cantidad de niveles de energía que presentan la con0iguración electrónica del ierro. *U%(F a C b F c 9 d e 3 '&. 6n el átomo de #loro *U % 'C, en su última órbita giran........ a e+ b 9 e+ c Fe+ d C e+ eI e+
''. A#uál es el último nivel energ!tico del #a. *U % (&B a V b L c $ d " e '(. Jalle el número atómico de un elemento cuya con0iguración electrónica termina en 3p '. a '3 '3. capaB a
b '(
c '' d '&
e
A#uántos electrones presenta el 2luminio *U% '3 en su última '
b ( c 3
d
e
3
'.
'C. Determine el número atómico de un elemento =Q>, si al realizar su con0iguración electrónica, !sta termina en 3d 9. a
(& b ('
'I. 2rgón. a (
Determine la cantidad de electrones en la penúltima capa para el b F
c ((
c I
d (3
d 'I
e (9
e '&
'. y 9 nucleones neutros. a CI b I& c I9 d & e ('. Jalle el número de masa de un átomo que presenta 9 neutrones y la siguiente con0iguración electrónica: 's((s((pF3s(3pFs(3d'&p9 a C&
b F9
c 39 d I&
e C9
((. A#uál de las alternativas es la con0iguración electrónica del $agnesioB *2 % (, U % '( a 's((s((pF3s' b 's((s((pF3s( c 's((s(3s((pF d 's((s(3p' e 's((s((p33s'3p's'3d( (. #uál de las siguientes con0iguraciones es la correcta para el argón, si presenta 'I protonesB a 's((s((pF3s(3p b c
's((s((pF3s(3pFs( 's((s((pF3s(3pF
d 's((s((pF3s(3p( e 's((s(3pFs(9pF
(3. AGu! alternativa representa la con0iguración electrónica correcta del calcioB *U %(& a 's((s((pF3s(3pFs(3d( b 's'(s'(p33s'3p3s'3d( c 'sz(s((p93s(3p9s(3d( d 's((s((pF3s(3pFs( e 's((s((pF3s(3pF (9. Determine el número de nucleones neutros que presenta un átomo cuyo número másico es 3C y tiene la siguiente con0iguración electrónica: 's((s((pF3s(3p9 a (&
b (( c '9 d 'C
e (C
/ráctica "W ( '. Determine el número de electrones del último nivel del potasio con ' protones. a ' b ( c 3 d 9 e C (. a b c d e
4ndicar la con0iguración electrónica del magnesio con '( protones : 's( (s( (pI d 's( (s( (p (s( (p( 's( (s( (pF 3s( e 's( (s( 3pF s( ;odas las anteriores
3. Jallar los electrones en subniveles =p> del átomo de manganeso con (9 protones. a ( b F c '( d ' e '& . 4ndicar los electrones en subniveles =s> del átomo de calcio si presenta & nucleones y (& neutrones. a ( b c F d I e '&
9. Determinar el número atómico má?imo de un átomo con ( niveles completamente lleno. a '& b '( c 'I d ( e 3& F. 6l ion Q 7' tiene 'I electrones. A6n qu! termina la con0iguración electrónica del átomo neutroB a 3pF b (pF c s( d 3p9 e s' C. -i el átomo Q73 tiene la siguiente con0iguración electrónica zQ73 : 's( (s( (pF 3s( 3p3. #alcular =U>. a '9 b 'I c '( d 'C e (& I. AGu! e?presión no esta ordenada según =2u0bau> B a 's, (s, (p b (p, 3s, 3p c 3s, 3p, s d 9s, d, 9p e Fs, 90, d . -i : Q+( tiene la siguiente #.6. : 's ( (s( (pF 3s(. Jallar el número de electrones de Q7( y su número atómico respectivo. a '(, '( b I, I c '&,I d I, '& e '&,'( '&.-eñale un elemento con I electrones en su capa e?terna. a I b 1 c F# d '&"e e 'V ''. $arcar lo correcto respecto a la siguiente con0iguración '3 2l : 's( (s( (pF 3s( 3p' a ;iene Ie+ de valencia b ;iene Ie+ en la capa ( c ;iene dos capas d 6n la capa V ay e+ e ;odas sus capas están llenas '(.Determine el número atómico de un átomo cuya #.6. acaba en p . a 3 b 3( c 3& d ( e 3F '3.Jallar el número atómico que presenta un elemento con último subnivel )d I. a ( b c F d I e 9&
'.La con0iguración electrónica de un átomo termina en 3d C y posee 3( neutrones. Determine su número de masa. a 9I
b 9 c F&
d F(
e C(
'9.#ierto átomo presenta e + en su tercera capa de energía. #alcular su =U>. a 'I b (' c (( d 3F e ".2.
T6RE6 '. Determinar el número de electrones en subniveles =s> para el potasio cuyo número atómico es '. a C '. a b c d e
b 9
c
d I e '&
4denti0icar la #.6. correcta : 's( (s( (p9 3s( 3pF s( d 's( (s( 3s( (p9 sF p9 's( (s( (pF 3s' 3pC s( e 's( (s( (p 3s 3pF s' 's( (s( (pF 3s( 3pF s'
(. A#uál de las siguientes estructuras electrónicas es incorrectaB a b c d e
's( (s( (p d 's( (s( (p' 's( (s( (pF 3s( e 's( (s( 3d' 's( (s( (pF 3s'
3. a b c d e
La con0iguración electrónica del elemento U % '3 es : 's( (s' d's( (s( (pF 3s' 's( 'p 'd9 e s( (s( (pF 3s( 3p' 's( (s( (pF 3s( 3p3
. 6n el átomo de cloro *U % 'C posee en su último nivel :
a e+
b 9 e+
c C e+
d I e+
e '(e+
9. -i el último t!rmino de una distribución electrónica es p 3. A#uál es el número atómicoB a 33 b (3 c (I d 3' e ".2. F. /ara que un átomo tenga 3 niveles de0inidos, Acuántos electrones como mínimo debe tenerB a '9 b ' c '3 d '( e '' C. 6l manganeso tiene un número de masa 99 y número atómico (9. AGu! cantidad de electrones e?istirá en su último nivel de energíaB a ( b 9 c C d '' e (9 I. -i un átomo presenta 3e+ en su nivel 3. A#uál es su número atómicoB a '' b '( c '3 d ' e '9 . A#uál es el último nivel energ!tico del sodio *U % ''B a V b L c $ d " e '&.A#uál de los siguientes presenta el mayor número de electrones en la última capaB a 'V
b (&#a
c ('-c
d 39Mr
e 3C5b
''. A#uántos orbitales energ!ticos mani0iestan la e?istencia de '9 electronesB a 9 b 3 c d '& e F '(.Determinar el número de orbitales llenos en el átomo de calcio *U % (& a b '& c '' d '( e '3 '3.#ierto átomo presenta en su tercer nivel el 99,9X de la cantidad de electrones permisibles. A6n qu! termina su con0iguración electrónicaB a s( b p( c 3p(
d (p(
e 3d(
'.#on el 0in de ser paramagn!ticos ciertos átomos de elementos de transición, presentan una anomalía en la regla de -arros, tal es el caso por e8emplo de #u *U % (. A#uál sería, entonces su distribución electrónicaB Dato : 2r *U % 'I a S2rT s( 3d d S2rT 3d'& s' b S2rT pF 9s( d3 e S2rT s( 3d9 p c S2rT s( 3d'&
