1SAN MARCOS SEMESTRAL 2014-III QUMICA TEMA CNMEROSCUNTICOSQUMICA-TEMA CI. CONCEPTOS PREVIOSA. Principio de incertidumbrePropuestoen1927porWernerHeisemberg(ale-mn) el cual indica que es imposible conocer simul-tneamenteelmomentoP(definidocomolamasaporlavelocidad)ylaposicindeunapartculasubatmica.B. Orbital atmico (REEMPE)Regin del espacio donde existe la mayor probabilidadde encontrar alelectrn,unorbital puede contenercomo mximo unpar de electrones.C. Ecuacin de onda de Schrdinger (1928)Erwin Schrdinger (austriaco) desarroll una ecuacinmatemtica muy compleja llamada ecuacin de ondaen la cual dota al electrn de doble comportamiento(ondaypartcula).A continuacin se muestra la ecuacin de Schrdinger2 2 2 22 2 2 28 m(E v) 0x y z ho o o to o o+ + + =Donde:+: Funcindeondadelelectrn,puedeconsiderarse como la amplitud de ondadelelectrn.h : Constante=6,6261x1034JxsP : momento linealx : coordenadam : MasadelelectrnE : EnergatotaldeunelectrnV : Energapotencialdeunelectrno : Derivada parcial.Cadasolucindeestaecuacinrepresentaunestadoparticular de un electrn es decir su energa y su posibleubicacin,laformadelorbitalylasorientacionesespacialesdelosorbitalesatmicos,todoestosedescribemediante3nmeroscunticosn, ymlposteriormente Paul Dirac introduceun cuarto nmerocuntico ms, teniendo en cuenta la teora de la relatividaddeEinstein.II. NMERO CUNTICO PRINCIPAL (n)Determina el nivel principal de energa para un electrny el tamao del orbital.Define el tamao del orbital, porque a mayor "n" mayortamao".AUMENTA ESTABILIDADK L M N O P Qn = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 n = 7+CapasNcleoNivelesDESARROLLO DEL TEMANMEROS CUNTICOSExigimos ms!2SAN MARCOS SEMESTRAL 2014-III QUMICA TEMA CSecumple:2enivel#max 2n=Si: n = 3e#max= 2(3)2 = 18III.NMERO CUNTICO SECUNDARIO ( )Tambin se denomina nmero cunticoazimutalo delmomentoangular,designaparaelelectrnelsubniveldeenerga dondeestedebeencontrarsedentrodeunnivel "n" y define para el orbital la forma geomtrica.( ) 0, 1, 2, 3, ... , n 1 = Relacin de subniveles para cada valor de L.SubnivelNombre 0 1 2 3 S P d f Sharp Principal Difuso Fundamental Ejemplos:*n = 1= 0 sl *n = 3= 0, 1, 2 s pdl *n = 2= 0, 1 s p l *n = 4= 0, 1, 2, 3 s pdfl IV. NMERO CUNTICO MAGNTICO (m)Determina para el electrn el orbital donde se encuentradentro de un cierto subnivel de energa, determina parael orbital, la orientacin espacial que adopta cuando essometidouncampomagnticoexterno.Valores para "m":Exigimos ms!NMEROS CUNTICOS3SAN MARCOS SEMESTRAL 2014-III QUMICA TEMA CGrficas de los principales orbitales atmicosa) Orbital "s"b) Orbitales p (forma dilobular)c) Orbitales d(forma tetralobular)V. NMEROCUNTICODELESPNMAGNTICO(ms)Defineel sentidoderotacinde unelectrnalrededorde su eje imaginario.VI.CONFIGURACIN ELECTRNICAConsisteendistribuirloselectronesdeuntomoenniveles, subniveles y orbitales.A. Principio de Aufbau (Construir)Consiste en distribuir los electrones en funcin alaenergarelativa(ER)creciente.Ejemplo:Observacin:Cuando los subniveles poseen igual energa relativase les llama subniveles "degenerados", en este casoseusaraelordendeenergaabsolutaelcualseefectaconelvalor de"n".Ejemplo:NMEROS CUNTICOSExigimos ms!4SAN MARCOS SEMESTRAL 2014-III QUMICA TEMA CB. Regla de Mollier (regla del serrucho)Una manera prctica de hacer la secuencia sin escribir la regla del serrucho es:Ejemplo:Realizar la configuracin electrnica del 17Cl2 2 6 2 517Cl 1S 2S 2P 3S 3P C. Configuracin electrnica abreviada| |22He : 1s He | |2 2 610Ne : 1s 2s 2p Ne | |2 2 6 2 618Ar : 1s 2s 2p 3s 3p Ar | |2 636Kr : 1s ......................... 4p Kr | |2 654Xe : 1s ............................. 5p Xe | |2 686Rn: 1s .............................6p Rn Ejemplo:

| |2 2 6 2 6 2 10 5 2 10 535Ar18Br 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p Ar 4s 3d 4p D. Distribucin electrnica de iones1. AninPararealizarlaconfiguracinelectrnicadeunanin primero se calcula el nmero de electronesy luego realizar la distribucin electrnica.Ejemplo:281s 2s 2p226#e = 8 + 2 =102. CatinEn este caso primero se realiza la configuracinelectrnicaydespussesacanloselectronesdel ltimo nivel, luego del penltimo nivel.Ejemplo:26Fe | | Ar4s 3d 2 6Primero salen 2e del nivel ms alto (4s)El electrn que falta saledel subnivel "d"26+3Fe | | Ar4s 3d= 0 5| | Ar3d5E. Principio de mxima multiplicidad o de hundCuando se llenan los orbitales de un subnivel no sepuede llenar el segundo electrnde un orbital si esExigimos ms!NMEROS CUNTICOS5SAN MARCOS SEMESTRAL 2014-III QUMICA TEMA Cqueantesnosehallenadocadaorbitalalmenosconunelectrn.Ejemplo:Realizar el diagrama orbital para el 8O8O 1s 2s2p2 2 41s 2s2px2py 2pzIncorrecto1s 2s 2px 2py 2pzCorrectoF. Principio de exclusin de PauliUntomonopuedetener2electronesconsus4nmeros cunticos iguales.G. Configuraciones electrnicas especiales1. Una configuracin electrnica no puede terminaren d4 o d9 porque es inestable, para que estasconfiguraciones sean estables deben pasar a d5o d10.Ejemplo: 2. Regla de by passCuando una configuracin electrnica terminaen subnivel "f" se tiene que pasar un electrndelsubnivel"f"alsiguientesubniveld,paralograr mayor estabilidad.Ejemplo:92U | |86Rn 7s 5f 6d2 4 0| |86Rn 7s 5f2 3 6d1Estable!VII.PROPIEDADES DEL TOMO A. ParamagnetismoPresentan electrones desapareados y son atraidospor un campo magntico externo, pero cuando seretirael campomagnti conomani fiestapropiedadesmagnticas. B. DiamagnetismoPresentan electrones apareados y son debilmenterepelidosporuncampomagnticomanifestandopropiedades magnticas aunque se hubiera retiradoelcampomagntico.Problema 1Untomoposeeunnmeromsicoque es el doble de su nmero atmico.Determinelos4probablesnmeroscunticos del ltimo e de la C.E., si esqueposee11neutrones.SanMarcos1984NivelintermedioA) 3; 0; 0; 1/2 B) 4; 0; 0; +1/2C) 5; 0; 0; +1/2 D) 3; 1; 0; + 1/2E) 3; 0; 0; +1/2ResolucinDatos:A =2Z N n = 11Se sabe:A = Z + N = n2Z = Z + 11Z = 11 = N p+Comonoi ndi canlacargasesobreentiendequeesneutro:N p+ = N e1s22s22p63s1El ltimo e se encuentra en 3s1:Respuesta:E) 3; 0; 0; +1/2Problema 2Un tomo de carga 2 tiene 6e en la4.ta capa. Halla su nmero atmico.SanMarcos1989NivelfcilA) 32 B) 34 C) 36D) 38 E) 40ResolucinDatos:A 2ZE; N e = 6en la 4.ta etapaSabemos:N e = Z + carga ...(1) aninC.E.:1s22s22p63s23p64s23d104p4 N e anin = 34 Reemplazamos en (1):34 = Z + 2Z = 32 El N tomico es 32Respuesta:A)32Problema 3Hallael Nde masa (A) de un tomoqueposee38neutronesysuconfiguracin es [Kr]5s1.SanMarcos1990NivelfcilA) 70 B) 75 C) 80D) 85 E) 90PROBLEMAS RESUELTOSNMEROS CUNTICOSExigimos ms!6SAN MARCOS SEMESTRAL 2014-III QUMICA TEMA CResolucin:Datos:N n = 38 C.E.: [Kr]5s1Sabemos:Z(Kr)=36 Ztomo=Np+=36+1=37NIVEL I1. Enlossiguientesenunciadosindique verdadero (V) o falso (F).I. El nmero cuntico secundariodefine el tamaodel orbital.II. El nmero cuntico principal (n)defineelnivelprincipaldeenergadelelectrn.II. El nmero cuntico magnticodeterminaelorbitalparaelelectrn.A) VFV B) VVV C) FFVD) FVV E) FFF2. Escorrecto:I. Elnmerodeorbitalesdelsubnivel principal (p) es 3.II. El nmero mximo de electro-nes en el subnivel sharp es 2.III. El nmero mximo de orbitalesen el subnivel "f" es 14.A) FVF B) VFV C) VVFD) VVV E) FFV3. Aunelectrnqueseencuentraenunorbitaldepuedeasignarselos nmeros cunticos:A) 3,2,3,+1/2B) 2,3,2,+1/2C) 3,2, 0,+1/2D) 4, 4,2,1/2E) 4,3,4,+1/24. Laconfiguracinelectrnicadeuntomodeunelementotieneunnicoelectrnenelsubnivel3s.Indiqueelconjuntodenmeroscunticosposibles s(n, , m , m ) ,que pueden describir a ste electrn.A) 3,1, 0,+1/2B) 3,0, 1,+1/2C) 3,0, 0,+1/3D) 3,0, 0,+1/2E) 3,1, 1,+1/25. Culesdelosconjuntosdenmeroscunticossonposiblesparadesignarunelectrneneltomo?I. 2, 3,0, 1/2II. 2, 1,0, 1/2III. 3, 4,1, 1/2A) Solo I B) Solo II C) Solo IIID) I y II E) II y IIINIVEL II6. Respectoalosnmeroscunticoss(n, , m , m ) , la relacin correcta es:A) 2,2, 1,1/2B) 4,3, 4,+1/2C) 3,2, 3,1/3D) 5,3, 0,+1/2E) 7,6, 7,1/27. Qucombinacindenmeroscunticosnoesposibleparaunelectrnenuntomo?A) 4,2, 0,+1/2B) 3, 2,2,1/2C) 2,0, 0,1/2D) 4,3,2,+1/2E) 3,2,3,+1/28. Cuntoselectronesestnasociados como mximo al nmerocuntico principal "n"?A) 2n+1 B) n2C) 2n2D) 2nE) n2+19. Cules sern los posibles nmeroscunticosquecorrespondenaunelectrnpertenecientealsubnivel4d?A) 4,1, 0,1/2B) 4,2, 2,+1/2C) 4,0, 0,+1/2D) 4, 2,3,1/2E) 4, 3,2,1/210. Determinelaenergarelativadelsubnivel "4f".A) 4 B) 5 C) 7D) 9 E) 311. Poseemayor energarelativa:A) 4f B) 4d C) 4sD) 2p E) 6P12. Determineloscuatronmeroscunticosdelltimoelectrnen:3d7A) (3; 2; 1; 1/2)B) (3; 2,0; +1/2)C) (3; 1; 1; 1/2)D) (3; 2; 0; 1/2)E) (3; 2; 1; +1/2)NIVEL III13.Determineloscuatronmeroscunticos del ltimo electrn en elsubnivel: 5p3A) (3; 0; 0; 1/2)B) (5; 2; +1; +1/2)C) (4; 5; 2; +1/2)D) (5; 2; 0; 1/2)E) (5,1,+1;+1/2)14. Determineloscuatrosnmeroscunticosdelpenltimoelectrnen4d5A) (4; 1; +1; 1/2)B) (4; 2; +1; +1/2)C) (4, 2;0; 1/2)D) (4; 2; +2; +1/2)E) (4; 0; 0; 1/2)15. Los nmeros cunticos delltimoelectrnson:(2;1;0;1/2);determine elsubnivel:A) 2p2B) 2p1C) 2p5D) 2p3E) 2p6 A = p+ + nA = 38 + 37 = 75El nmero de masa es 75Respuesta:B) 75problemas de clase