QUÍMICA: Espectros, átomos y núcleos: El modelo de la mecánica cuántica - 3ª parte
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Química

ESPECTROS, ÁTOMOS Y NÚCLEOS

El modelo de la mecánica cuántica - 3ª parte


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Orbitales atómicos

egún la noción de átomo que aporta la mecánica cuántica, el electrón no gira a distancias fijas al núcleo, sino que se halla deslocalizado en ciertas regiones del espacio denominadas orbitales. La noción de nube electrónica o de carga proporciona una idea gráfica de lo que representa un orbital.

Si se pudiera fotografiar millones de veces un electrón, la representación conjunta de tales posiciones daría lugar a una imagen de puntos con unas zonas de mayor densidad que otras, reflejando así la diferente probabilidad de presencia del electrón. La nube electrónica así obtenida representaría un orbital.


La nube de carga equivale al conjunto de puntos que se obtendría si se pudiese fotografiar millones de veces un electrón en sus distintas posiciones alrededor del núcleo atómico. La superficie límite define la región del espacio que se conoce como orbital.

Desde un punto de vista matemático un orbital queda definido por la función de onda , la cual varía con los números cuánticos n, l y ml. La densidad electrónica, que corresponde en la imagen de la nube de carga a la densidad de puntos, está relacionada con el cuadrado del valor absoluto


de la función de onda.

La forma geométrica de los orbitales viene determinada por el número cuántico secundario l cuyos valores se suelen representar, por razones históricas, mediante las letras s, p, d y f. Así l = 0 corresponde a un orbital s; l = 1 a uno p; l = 2 a uno d y l = 3 a un orbital f.

Los orbitales s tienen forma esférica y son, por lo tanto, indiferentes a la orientación (ml = 0). Los orbitales p (l = 1) presentan unas superficies límites lobuladas, distinguiéndose en cada caso tres orbitales (px, py y pz) que corresponden a las tres orientaciones ml = - 1, 0, +1.

Los orbitales d (l = 2) poseen cinco componentes (2 l + 1) orientadas en otras tantas direcciones del espacio que se representan en la forma dxy, dyz, dxz, dx2y2, dz2 y corresponden a los cinco valores del número cuántico magnético

ml = -2, -1, 0, +1, +2. Esta notación suele emplearse también para definir los niveles energéticos que caracterizan la energía de los orbitales correspondientes.

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