Significado de los números cuánticos

8.       

a)  Indica el significado de los números cuánticos que caracterizan un electrón.

b)  Escribe los cuatro números cuánticos correspondientes a cada uno de los electrones 2p del átomo de carbono.

a)  Los números cuánticos que caracterizan a un electrón son:

·    n:  número  cuántico  principal.  Como valores puede tomar cualquier número natural. Está relacionado con el volumen efectivo del orbital y con el nivel energético. Cuanto mayor sea n mayor volumen efectivo tendrá el orbital y mayor energía le corresponde.

·    l: número cuántico secundario. Toma valores, . Está relacionado con la forma de los distintos orbitales. Las distintas formas de los orbitales se designan mediante letras:

·    m: número cuántico magnético. Toma valores, . Está relacionado con la orientación de los orbitales en el espacio. Existen tantas orientaciones como valores de m.

·    s: número cuántico de spin. Tiene que ver con el sentido de rotación del electrón en torno a su propio eje cuando se mueve dentro de un orbital. El electrón sólo tiene dos posibles sentidos de giro, por lo que sólo puede tomar los valores  y .

b)  La configuración electrónica del carbono sería la siguiente:

Como vemos sólo tiene dos electrones en el orbital p. El número cuántico principal para eses electrones será , ya que se encuentran en el segundo nivel energético. Precisamente por encontrarse en ese orbital, el número cuántico secundario será .  El  número cuántico magnético, puede tomar los valores  para ese valor de l.  Cualquiera de ellos, pero distinto para cada uno de los dos para que se cumpla el principio de máxima multiplicidad de Hund: “cuando los electrones ocupan orbitales de igual energía (degenerados), lo hacen de forma que ocupan el mayor número de orbitales posible”. El número cuántico de spin tomará uno de los valores  o  para cada uno de ellos.

Por ejemplo, los dos electrones 2p del carbono podrían tener los siguientes números cuánticos:   y .