Semana 11

NÚMEROS CUÁNTICOS Y CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS
 Números cuánticos
Los números cuánticos, en muchos sistemas, son representados por un conjunto de
números asociados a magnitudes físicas.
Según el modelo de Niels Bohr, los protones y neutrones de un átomo están en el

núcleo, mientras que los electrones se encuentran alrededor de éste. Aunque no
podemos saber con exactitud dónde está un electrón, se pueden determinan que en
los orbitales atómicos hay más probabilidades de encontrarlos, usando los números
cuánticos.
¿CUÁLES SON LOS NÚMEROS CUÁNTICOS?
Existen cuatro números cuánticos. Tres de estos dan información sobre dónde se
encuentra un electrón de un determinado átomo (información sobre el orbital), y el
cuarto número cuántico nos indica cómo encontrarlo.
Número cuántico principal (𝒏): Es el último nivel de energía en llenarse e indica

el tamaño del orbital y, por lo tanto, la distancia entre el núcleo y el electrón.
Cuanto más grande sea el orbital, más lejos podrá estar el electrón del núcleo del
átomo. Los valores de éste número varían teóricamente entre 1 e infinito, pero sólo
se conocen átomos que tengan hasta 7 niveles energéticos, y se relacionan
mediante 2𝑛2 = 𝑍 < 118
Número cuántico secundario o azimutal (𝒍): Indica la forma de los orbitales y el

subnivel de energía en el que se encuentra el electrón (donde 𝑙 = 𝑛 − 1).
a. Si 𝑙 = 0: Tipo “s” (proviene de sharp), tiene un espacio para dos electrones.
b. Si 𝑙 = 1: Tipo “p” (proviene de principal), tiene tres espacios para seis

electrones.
c. Si 𝑙 = 2: Tipo “d” (proviene de difuse), tiene cinco espacios para diez

electrones.
d. Si 𝑙 = 3: Tipo “f” (proviene de fundamental), tiene siete espacios para catorce
electrones.
Número cuántico magnético (𝒎, 𝒎𝒍 ): Indica la orientación del orbital. Para cada
valor 𝑚 hay 2𝑙 + 1, donde 𝑚 = −𝑙, … ,0, … , 𝑙
Número cuántico de espín (𝒔, 𝒎𝒔 ): Indica en qué sentido gira el electrón. Cada
electrón, en un orbital, gira sobre sí mismo. Este giro puede ser en el mismo sentido
que el de su movimiento orbital o en sentido contrario. Este hecho determina
mediante un nuevo número cuántico (spin s), que puede tomar dos valores: 1⁄2 y
− 1⁄2
 Configuración electrónica
Existen dos métodos para escribir la configuración electrónica.
Diagrama de Moeller
Este diagrama se rige por el principio de Aufbau, que defiende que los orbitales se
van llenando en orden creciente de energía, es decir, el orbital que menos energía
tenga se llenará antes. Se compone de 4 columnas de los cuales representan los
orbitales definidos por la teoría (s, p, d y f respectivamente).
Se caracteriza por trazar unas diagonales por las columnas de los orbitales, y
siguiendo la dirección de la flecha se establece el orden apropiado de los mismos
para un átomo.
Para saber qué orbital tiene más energía se realiza la operación 𝑛 + 𝑙. En caso de
que esta operación para dos átomos diferentes dé como resultado el mismo número,
tendrá más energía aquel cuyo número 𝑛 sea más alto. Por ejemplo:
4𝑝 = 𝑛 + 𝑙 = 4 + 1 = 5
5𝑠 = 𝑛 + 𝑙 = 5 + 0 = 5
Como hay “empate” en la regla 𝑛 + 𝑙, se llena antes 4𝑝 porque su número 𝑛 es más
bajo.
El resultado del Diagrama de Moeller sería:
1s 2 2s 2 2p6 3s 2 3p6 4s 2 3d10 4p6 5s 2 4d10 5p6 6s2 4f 14 5d10 6p6 7s 2 5f 14 6d10 7p6
Modelo de Kernel
Este método se considera uno “simplificado” ya que permite no tener que escribir la
configuración electrónica completa. De esta manera, podemos escribir el nombre del
elemento del gas noble anterior entre corchetes y, a continuación, la trayectoria
desde ese gas noble hasta el elemento en cuestión. Solo se necesita conocer el
número atómico y la posición del elemento en la tabla.
Ejemplo 1: La configuración electrónica de Fósforo (P).
El Fósforo se escribirá a partir del gas noble anterior, es decir, el Neón:
𝑃 = [𝑁𝑒]3𝑠 2 3𝑝3
La configuración electrónica de Ne es 1𝑠 2 2𝑝2 2𝑝6 , entonces la configuración
electrónica completa de Fósforo es: 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝6 3𝑠 2 3𝑝3
NOTA: Hay que tener cuidado con éste método, ya que las zonas d y f son zonas
especiales. Al ir haciendo el recorrido, en la zona d no pondremos el número de
periodo (fila), sino el número del periodo menos uno. Lo mismo ocurre con la zona
f, no pondremos el número del periodo, sino el número del periodo menos dos.
Ejemplo 2: La configuración electrónica de Niobio (Nb).
𝑁𝑏 = [𝐾𝑟]5𝑠1 4𝑑4
Aunque está en el periodo 5, cuando estamos en la zona d, restamos 1.
Ejemplo 3: La configuración electrónica de Neodimio (Nd).
𝑁𝑑 = [𝑋𝑒]6𝑠 2 4𝑓 14
Aunque está en el periodo 6, cuando estamos en la zona f, restamos 2.
Cómo sacar los números cuánticos
Para poder sacar los números cuánticos, debemos saber cuántos caben en cada capa
de orbitales, teniendo en cuenta que en un orbital caben 2 electrones.
Capa s: Tiene un solo orbital, por lo que caben 2 electrones.

Capa p: Tiene 3 orbitales, de manera que caben 6 electrones.
Capa d: Tiene 5 orbitales, por lo que caben 10 electrones.
Capa f: Tiene 7 orbitales, es decir, caben 14 electrones.
Ahora que sabemos que en cada orbital caben 2 electrones, pasamos a la regla de
Hund. Esta regla dice que, al llenar orbitales del mismo subnivel o capa, por ejemplo,
capa p, los electrones van llenando el orbital en un sentido (el positivo) y luego en
el otro (el negativo).
Ejemplo: llenar los orbitales de la configuración 2𝑝4
Si tenemos la configuración 2𝑝4 , significa que tenemos un orbital 2𝑝 con 4

electrones, y no se llenaría así:
Sino que se llenaría así:

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NÚMEROS CUÁNTICOS Y CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS

Según el modelo de Niels Bohr, los protones y neutrones de un átomo están en el

¿CUÁLES SON LOS NÚMEROS CUÁNTICOS?

Número cuántico principal (𝒏): Es el último nivel de energía en llenarse e indica

Número cuántico secundario o azimutal (𝒍): Indica la forma de los orbitales y el

b. Si 𝑙 = 1: Tipo “p” (proviene de principal), tiene tres espacios para seis

c. Si 𝑙 = 2: Tipo “d” (proviene de difuse), tiene cinco espacios para diez

El resultado del Diagrama de Moeller sería:

Ejemplo 1: La configuración electrónica de Fósforo (P).

El Fósforo se escribirá a partir del gas noble anterior, es decir, el Neón:

Ejemplo 2: La configuración electrónica de Niobio (Nb).

Ejemplo 3: La configuración electrónica de Neodimio (Nd).

Cómo sacar los números cuánticos

Capa s: Tiene un solo orbital, por lo que caben 2 electrones.

Capa d: Tiene 5 orbitales, por lo que caben 10 electrones.

Capa f: Tiene 7 orbitales, es decir, caben 14 electrones.

Ejemplo: llenar los orbitales de la configuración 2𝑝4

Si tenemos la configuración 2𝑝4 , significa que tenemos un orbital 2𝑝 con 4

Sino que se llenaría así:

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