Estructura atómica

y los números
cuánticos
Agenda
1. Ejercicios de Materia y Energia.
2. Estructura atómica, “anatomía de un átomo”.
3. Números cuánticos: n, l, m, s.
4. Representación de orbitales atómicos
Competencias

• Conoce la estructura atómica y representa

adecuadamente los orbitales atómicos.
ESTRUCTURA ATÓMICA

¿Qué es el átomo?

Un átomo es la partícula mas pequeña de un

elemento, es decir, es la parte mas pequeña
en la que podemos dividir cualquier cantidad
de materia.
Cuando varios átomos (iguales o distintos) se
unen entre si, forman las moléculas.
ESTRUCTURA ATÓMICA

¿Cuáles son las

partes del átomo?
 Características de las partículas subatómicas
fundamentales
Partícula Símbolo Carga Absoluta Masa Absoluta Descubridor
(C) (Kg)
Electrón e- -1.60 x10-19 9.11 x 10-31 Thomson ( 1897)

Protón p+ +1.60 x10-19 1.673x10-27 Rutherford(1919)

Neutrón n0 0 1.675x10-27 Chadwick (1932)

Del cuadro se deduce:

➢ Orden de masas: mn > mp > me
➢ Carga : p+ = e-
 Definiciones básicas
NÚMERO ATÓMICO (Z)

➢ Llamado también carga nuclear.

Z = # p+
En un átomo neutro: Z = # p+ = # e-
NÚMERO DE MASA (A)

➢ Llamado también número de nucleones, número másico.

A = # protones + # neutrones

A=Z+#n A=#p+#n

NÚMERO DE NEUTRONES (n)

#n=A-Z
Ejemplo: Completar

Notación Átomo A Z n p+ e-
23
Sodio 23 11 12 11 11
Na
11

80
Br
35

56
Fe
26

235
U
92
 TIPOS DE NÚCLIDOS
1. ISÓTOPOS O HÍLIDOS:

=Z ;  A ;  n.
Ejemplo: Isótopo del Hidrógeno (H)

APLICACIONES:
Una de las aplicaciones de los isótopos es la fotografía de rayos gamma, al paciente se le inyecta un
isótopo que emita radiación gamma y se recoge la radiación emitida de forma que se obtiene una foto
de la zona deseada, como por ejemplo el cerebro que se observa en la fotografía.
 RADIOISÓTOPO USOS

Carbono 14 Fechado radiactivo de fósiles y seres vivos.

Uranio 238 Determinación de la edad de las rocas.

Tecnecio 99 Formación de imágenes de cerebro, tiroides, hígado, riñón,

pulmón y sistema cardiovascular

Yodo 131 Diagnóstico de enfermedades de la tiroides.

Fósforo 32 Detección de cáncer en la piel.

Rastreo genético de DNA.

Hierro 59 Detección de anemia

Talio 201 Formación de imágenes del corazón

 TIPOS DE NÚCLIDOS
2. ISÓBAROS:

Z ; = A ;  n
Ejemplo:

3. ISÓTONOS:

Z ; A ; = n.
Ejemplo:
 IONES
Los iones pueden ser átomos individuales (ión monoatómico) o grupo de átomos (iones poliatómicos)
que poseen carga eléctrica neta diferente de cero debido a la pérdida o ganancia de electrones.

CATIÓN (+) ANIÓN (-)

Un catión es un ión (sea átomo Un anión es un ión (sea átomo
o molécula) con carga eléctrica o molécula) con carga eléctrica
positiva, debido a la pérdida de negativa, esto es, con exceso
electrones. de electrones (gana electrones).

Ejemplo: Ejemplo:
Ejemplo: Completar

Notación nombre A Z n p+ e-
23
Na+1
11

32
S-2
16

40
Ca+2
20

75
As-3
33
 EJERCICIOS
1. Un isótopo del cobalto (Co) es utilizado en radioterapia para algunos tipos de cáncer. Escriba los símbolos nucleares de tres
tipos de isótopos del cobalto (Z=27) en los que hay 29, 31 y 33 neutrones, respectivamente.
2. Uno de los componentes más dañinos de los residuos nucleares es un isótopo radiactivo del estroncio 38Sr-90; puede
depositarse en los huesos, donde sustituye al calcio. ¿Cuántos protones y neutrones hay en el núcleo del Sr-90?
3. Un átomo posee 57 neutrones y su masa atómica es el doble de su número de protones más 12 unidades. ¿Cuál es el
número atómico?
4. La suma de los números de masa de dos isótopos es 42 y la suma de sus neutrones es 20. Determinar su número atómico.
5. Indique el número atómico de un elemento que posee dos isótopos, sabiendo que la suma de los neutrones de estos es 15 y
la suma de las masas atómicas es 29.
6. En el núcleo de un átomo los neutrones y protones están en la relación de 6 a 4 si su número de masa es 90, hallar el valor
de Z.
7. Si en un elemento se cumple: A2 + Z2 + n2 = 152 y el número de masa y el número de protones están en relación de 10 a 4
¿Cuál es el número de masa?
8. La diferencia de cuadrados del número de masa y atómico de un átomo es 2 580, el número de neutrones es 30. Determinar
el número de electrones del anión monovalente de dicho átomo.

9. Si la suma de electrones de los iones A – 4; B ++ y C 3– es 97. Halla la suma de los números atómicos de los iones A ; B ; C .
 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. Además son soluciones a la
ecuación de onda de Erwin Schrodinger.

Estos son:
1. Número Cuántico Principal
2. Número Cuántico Secundario o Azimutal
3. Número Cuántico Magnético
4. Número Cuántico Spin
 NÚMEROS CUÁNTICOS
-Indica la distancia entre el núcleo y
Número principal o el electrón.
energético (n) -Permite establecer el tamaño del orbital.
-Para el electrón determina e nivel de
energía.

n = 1, 2, 3, 4,…, ∞

Número secundario o - Indica la forma tridimensional de los

orbitales.
azimutal (l ) - Para el electrón determina el
subnivel de energía donde se
encuentra.
lsiempre es - Para el orbital define la forma
menor que n (n – 1) geométrica espacial.

l = 0,1,2,3 ….(n – 1)
 NÚMEROS CUÁNTICOS
Número secundario o
azimutal (l)

Orbital s

Orbital p

Los tres orbitales p corresponden a valores de ml igual a –1, 0 y +1, respectivamente.

Se encuentran en los ejes cartesianos x, y, z. Al aumentar n, se hacen más grandes.
 Número secundario o
azimutal (l)

Orbital d

n=4 l = 0, 1, 2, 3 4s 4p 4d 4f
Relación entre
números cuánticos 3s 3p 3d
nyl
n=3 l = 0, 1, 2

2s 2p
n=2 l = 0, 1
n=1 l=0 1s
 NÚMEROS CUÁNTICOS
- Para el electrón determina el orbital el
cual pertenece.
- Indica la orientación en el espacio del
Número Magnético orbital.
(m o ml) - Se establece sobre un eje de
coordenadas.

m = – l,…,0,…,+ l

Orbital tipo s 0

Orbital tipo p -1 0 +1

Orbital tipo d –2 –1 0 +1 +2

Orbital tipo f –3 –2 –1 0 +1 +2 +3
 NÚMEROS CUÁNTICOS
Número de de Rotación o antihorario
espín (ms o S)

- Indica el sentido de rotación del

horario
electrón sobre su eje.
−
núcleo
- Es independiente de los otros +
números cuánticos. −
- Puede adoptar dos valores.
N
ms=+1/2
s = +1/2 o –1/2 S
S
N ms=-1/2
 ENERGIA RELATIVA (E.R.)
Nos indica el orden energético que le corresponde a cada uno de los orbitales
de un átomo.

E.R.= (n+l)
Ejemplo:
Sean los subniveles 3d, 2p, 4f ordenar de menor a mayor energía relativa.

Subniveles : 3d 2p 4f
E.R. : 3+2 2+1 4+3
Ordenando:
2p, 3d, 4f
 EJERCICIOS
1. Indique verdadero (V) o falso (F) para las siguientes proposiciones:

I. En un orbital de cualquier subnivel, se puede encontrar un electrón como máximo.

II. Los orbitales 2px y 3px se diferencian por el nivel al que pertenecen.
III. En un nivel de energía, el orden energético de los subniveles es: f < d < p < s

a) FFF b) VFV c) VVV d) FFV e) FVF

2. Dados los siguientes subniveles, indique aquellos que son degenerados:
3p, 4p, 2p, 4d, 6s
(I) (II) (III) (IV) (V)
3. Indica qué conjunto de números cuánticos son posibles.
I. (0, 0, 0, +1/2) II. (1, 1, 0, +1/2) III. (1, 0, 0, –1/2)
IV. (2, 1, –2, +1/2) V. (2, 1, –1, 0, +1/2)

4. Determina los cuatro números cuánticos (n, l, ml, ms) para el último electrón configurado del 3d4
5. Señala a los N.C. del último electrón del 4p2
6. Si se dan lo N. C. (3, 1, 0, –1/2) su notación cuántica es:
7. Si se dan los siguientes números cuánticos (4, 2, 1, +1/2) para un último electrón, calcula la notación cuántica.

8. Determina la suma de los valores cuánticos del último electrón del subnivel 4s1
 Referencias Bibliográficas
•Atkins, Peter W. Química Inorgánica. México. McGraw-Hill/Iberoamericana de México. 2008.

•Brown T. Química. La ciencia central .novena Edición. Prentice Hall INC. México. 2010

•Chang, R. Química. España. 11va Edición. Ed. Mc Graw – Hill Interamericana 2013

•Holum . Fundamentos de Química General, Orgánica y Bioquímica. Editorial Limusa S. A. México. 2008