Teoria Atomica Moderna

El modelo atómico moderno El modelo de Bohr fue modificado por el aporte de las investigaciones posteriores. El modelo actual sostiene básicamente que los electrones no ocupan una órbita a distancia fija, sino que hay probabilidad de encontrarlos dentro de una determinada región del espacio que rodea al núcleo llamada orbital. Cuando se quiere caracterizar e identificar cada uno de los electrones de un átomo, el modelo atómico actual define los números cuánticos, que se representan con las letras n, l, m y s. Para entender mejor este modelo imaginemos que un átomo es como un edificio de departamentos muy especial. Este edificio está construido como una pirámide invertida, con más departamentos arriba que abajo. El electrón es en esta comparación, una persona que está en un departamento de este edificio. Para localizar un electrón en este edificio especial, primero hay que ubicarlo en un piso. Cada piso representa el número cuántico principal n. Este número es el que da idea de la cantidad de energía que tiene el electrón. Existen 7 pisos o 7 posibles valores de n: 1, 2, 3, ……… .. 7 Si n = 1 el electrón estará en el primer nivel de energía. Una vez que se ubica en qué piso está el electrón, hará falta conocer en qué departamento está, y esto depende del número de piso. Esta información se expresa como el número cuántico azimutal l. Este número depende del valor de n. Su valor es n-1, de tal modo que los valores de l son siempre aquellos comprendidos entre 0 y n-1. Por ejemplo: si n = 2, l puede tomar los valores 0 y 1, que son sus dos subniveles, como si en el segundo piso hubiera dos departamentos. A su vez, los valores de l determinan la forma del orbital de cada subnivel. En este caso, para l = 0 se tiene un orbital s; y para l =1, se tiene un orbital p. Es como si cada tipo de departamento tuviera un plano distinto. Para ilustrar esta comparación le presentamos esta figura:

Ampliemos la información con la siguiente tabla:

Además, cuando se ubica al electrón en un determinado "departamento" o subnivel, hay que averiguar en qué "habitación" está. Esta información se expresa como el tercer número cuántico o número magnético m y está relacionado con el magnetismo del electrón. Depende del valor de l y puede tomar todos los valores enteros comprendidos entre + l y - l. Si el valor de l fuera por ejemplo 3, entonces los valores de m serían -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3. En nuestra comparación del edificio, estos valores representarían las distintas habitaciones en las que esa persona podría encontrarse. Por último queda definir en qué "posición" está esa persona. Si se considera que sólo puede optar entre dos posiciones, para el caso del electrón tomará una de ellas. Esta información se define con el número cuántico de spin s. Este número indica el sentido de giro del electrón, y solo tiene 2 valores: + ½ y - ½ Para terminar, existe una restricción expresada en el Principio de exclusión de Pauli, que postula que en un mismo átomo no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales. Por lo menos deben diferenciarse en el número de spin. Si retomamos el ejemplo de nuestro edificio especial, esta restricción sería que no podría haber dos personas en una misma habitación ubicadas en la misma posición. Configuración electrónica De acuerdo al modelo atómico moderno escribir la configuración electrónica (CE) de un átomo significa ubicar sus electrones en sus respectivos niveles y subniveles de energía. Para averiguarla, se necesita conocer el número atómico (Z). Le mostramos a continuación un ejemplo y le sugerimos que consulte la figura de la pirámide: Para Z = 7 CE = 1s2 2s2 2p3 Donde: • Los números representan los niveles de energía que posee este átomo. En este caso el átomo tiene 2 niveles, es decir n = 1 y n = 2. • Las letras s y p representan los subniveles de energía de cada nivel. Por ejemplo cuando n = 2, hay dos subniveles: 2s y 2p. • Los superíndices expresan la cantidad de electrones que hay en cada subnivel. En este caso, 1s2 quiere decir que tiene dos electrones en el subnivel. En particular, se llama configuración electrónica externa (CEE) a la distribución de los electrones del último nivel de energía. Para Z = 9 CE= 1s2 2s2 2p5 La configuración electrónica externa es 2s2 2p5 porque el número 2 representa el mayor nivel de energía del átomo.