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Números cuánticos y orbitales atómicos en 3D – s, p, d

QuímicaEstructura atómica y tabla periódicaEdades 15–16

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Usar con mi clase

Elige los cuatro números cuánticos n, l, mₗ y mₛ y observa los orbitales s, p y d del átomo de hidrógeno en tres dimensiones, como superficie límite del 90 % o como nube de probabilidad, con los nodos radiales (n − l − 1) y angulares (l) resaltados. Una gráfica de distribución radial r²R², un diagrama de cajas de toda la capa n (2l + 1 orbitales por subcapa, 2n² electrones por capa), una tabla de los orbitales vistos y tres tareas autocorregidas completan el modelo.

Lección: Orbitales atómicos, números cuánticos, formas de los orbitales s, p y d

Qué muestra

Un electrón de un átomo se describe con cuatro números cuánticos: el principal n fija la capa y el tamaño, l = 0 … n − 1 la subcapa y la forma (s, p, d, f), mₗ = −l … +l la orientación y mₛ = ±½ el espín. Una subcapa tiene 2l + 1 orbitales y una capa admite 2n² electrones. Cada orbital tiene n − l − 1 nodos radiales (esferas) y l nodos angulares (planos o conos), donde la probabilidad es cero. El modelo es el átomo de hidrógeno; en átomos mayores los orbitales tienen formas parecidas, pero otros tamaños y energías.

Cómo usarla

Elige n y después l y mₗ; los valores no permitidos aparecen en gris. Arrastra para girar el orbital y compara la Superficie 90 % con la Nube. Activa Cortar para ver los nodos radiales del interior y compáralos con los ceros de la gráfica de distribución radial. Toca una caja del diagrama de la capa para ir a ese orbital y luego resuelve las tres tareas.

Parámetros que puedes cambiar

  • Número cuántico principal n 1–4
  • Número cuántico secundario l 0–2
  • Número cuántico magnético mₗ -2–2
  • Número cuántico de espín mₛ +½ (↑), −½ (↓)
  • Representación del orbital Superficie 90 %, Nube de probabilidad
  • Mostrar nodos
  • Cortar la mitad delantera

Preguntas para explorar

  1. ¿Cuántos nodos radiales y angulares tiene un orbital 3p, y dónde ves cada tipo?
  2. ¿Por qué no existe el orbital 2d, y cuántos orbitales contiene la capa n = 3?
  3. ¿Cómo cambia la distancia más probable al núcleo de 1s a 2s y a 3s?

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