Third quantum number magnetic
Por Heber Gabriel Pico Jiménez MD
Resumen
La nueva regla del octeto incrustándose en el estudio del tercer número cuántico encuentra en este trabajo que en realidad, el momento angular que ha sido clásicamente relacionado en la mecánica cuántica con el segundo número cuántico, de verdad no es el momento angular de momento angular de un orbital atómico ni mucho menos es el de un electrón. Que sea un momento angular que obedezca a una descripción de tipo ondulatorio está bien, pero eso no quiere decir que no sea una descripción producto del acoplamiento efectivo de una serie de momentos angulares individuales como los que le corresponderían a cada uno de los orbitales atómicos que deben poseer una descripción ondulatoria propia compatible con una región elemental del espacio disponible solo para dos electrones. Es más, el momento angular del mismo orbital atómico incluso debe obedecer al producto acoplado de los distintos momentos angulares individuales de las líneas de campos eléctricos y magnéticos. El tercer número cuántico de un electrón oscila con valores enteros y positivos que van entre n-(l-1) y n+(l-1).
Palabras claves: Configuración electrónica, Regla de Hund, Tabla Periódica, Huecos.
Abstract
The new rule of the octet by embedding in the study of the third quantum number is in this work that in fact, angular momentum which has been classically related quantum mechanics with the second quantum number, truth is not the angular momentum of an electron or much less is the angular momentum of an atomic orbital. Be an angular momentum that obeys a description of wave type is good, but that doesn't mean it's not a description the effective coupling of one product would be individual angular moments as those correspond you to each Atomic orbital that must possess an own wave description compatible with an elemental region of space only for two electrons. Moreover, of the orbital angular momentum should even be coupled product of the different individual angular moments of lines of electric and magnetic fields.
Keywords: Electronic Configuration, Rule Hund, Periodic Table, Holes.
1. Introducción
Precisamos que la introducción de todos estos artículos son iguales, debido que el objetivo es sostener la nueva regla del octeto. Es la misma introducción de los dos últimos artículos referidos a la configuración electrónica y la posición del hidrógeno en la nueva tabla periódica. En este trabajo es básico el trabajo Anomalías de configuración electrónica.
Este artículo se basa sobre todo en la última publicación denominada Orbital molecular enlazante vacío.
El contenido de este artículo es en base a lo consignado en el trabajo "El electrón es una cuasipartícula compuesta" y la Hibridación del carbono.
2. Desarrollo del Tema.
El número cuántico magnético es uno de los cuatro números cuánticos que caracterizan el estado cuántico de un orbital atómico.
Partiendo de que un determinado electrón donde las líneas cerradas de flujo de campo eléctrico, están acopladas electromagnéticamente de forma perpendicular a las líneas cerradas de flujo de campo magnético.
El tercer número cuántico es el que determina la constitución de los orbitales atómicos, los orbitales para ser orbitales deben tener como mínimo la presencia acoplada de un par de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético.
En los orbitales atómicos aunque es necesaria la presencia mínima de una cantidad de líneas cerradas de flujo de campo magnético para ser orbitales, no sucede lo mismo con las líneas cerradas de flujo de campo eléctrico que incluso, podían no estar presentes y por esto se les ha llamado huecos a estos orbitales.
Los orbitales de un mismo subnivel de energía, se diferencian por la cantidad de pares de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético que tengan cada orbital pero eso sí que sean líneas cerradas con el mismo radio lħ de amplitud que es lo que identifica a los subniveles de energía.
Los subniveles de energía tienen una cantidad de orbitales igual a 2l-1 orbitales y todos tienen algo en común, que es el radio lħ pero los diferencia es la cantidad de pares de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético que es distinta para cada orbital del mismo subnivel.
Los paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético, no andan sino por pares configurando orbitales, queriendo decir que uno de los orbitales que menos pares de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético tendrían, sería el único orbital que tiene el subnivel s en el primer nivel de energía, quien tendría un solo par.
Los orbitales con igual radio en sus líneas cerradas de flujo de campo, pues pertenecen al mismo subnivel de energía.
Cuando se aplica un campo magnético externo a un átomo, se produce el desdoblamiento de todas las líneas cerradas de flujo de campo magnético de un subnivel de energía, es decir se desdoblan los orbitales de acuerdo al número de pares de líneas cerradas de flujo de campo magnético que tengan, desdoblamiento que es proporcional de acuerdo al valor del tercer número cuántico magnético que tenga cada orbital.
En esta teoría que adopta al electrón como una cuasipartícula electromagnética el número cuántico magnético puede tomar valores cuánticos que dependen, de los valores que tenga el primero y segundo número cuántico por lo tanto para hablar de él hay que referirse primero a todos ellos.
PRIMER NUMERO CUÁNTICO n.
El primero y principal número cuántico n: Es el número de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico que tienen todos los electrones situados en todos los orbitales de todos los subniveles de un determinado Nivel de energía electrónica.
En el primer nivel de energía, los electrones tienen un solo paquete de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico, en el segundo nivel tiene 2 paquetes, en el tercer nivel tienen 3 paquetes y así sigue incrementándose de forma sucesiva y cuántica.
En concurrencia con el principio de exclusión de Pauli, el número máximo de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico que pueda llegar a tener un orbital atómico con cualquier radio o subnivel de energía, de un determinado Nivel energético atómico, es precisamente de 2n.
SEGUNDO NÚMERO CUANTICO l.
El segundo número cuántico l encierra: A la descripción ondulatoria del tamaño, forma y orientación que tiene una región del espacio llamada subnivel de energía, que es disponible para contener a un número de 2(2l-1) electrones, por lo tanto en cada una de esas regiones hay un número de orbitales atómicos que tienen todos el mismo radio lħ que les impone el valor cuántico del segundo número cuántico en los paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico del respectivo subnivel de energía pero, dichos orbitales poseen a un número distinto de las líneas cerradas de flujo de campo magnético, que es la cantidad que distingue a un orbital de otro orbital de la misma región o subnivel.
El número de orbitales que tiene con seguridad cada subnivel de energía con determinado radio lħ en las líneas de campo es de (2l-1) orbitales.
La cantidad (2l-1) de orbitales atómicos, los diferenciará entre sí el número de pares de paquetes de líneas cerradas de campo magnético que tengan cada uno de los respectivos orbitales.
El número máximo de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico, que pueda llegar a tener un subnivel de energía con un determinado radio lħ es de 2n(2l-1).
s=1
p=2
d=3
f=4
g=5
etc.
Las diferentes formas experimentales que manifiestan los distintos subniveles con su respectivo momento angular que está conformado por distintos orbitales del mismo radio, las formas que proceden de la espectroscopia, consideramos que se presenta porque la cantidad de orbitales que tiene cada subnivel de energía con el mismo radio, no es la misma para todos por ejemplo, el subnivel s tiene un solo orbital con un determinado radio por lo tanto, debe tener una forma distinta a la que tiene otro subnivel como el p que tiene a 3 orbitales con el doble radio de s.
Igual pasa con el subnivel d, que además de tener ya a 5 orbitales son de triple radio de s por lo tanto, este subnivel no puede tener la misma forma espectroscópica que el subnivel p.
TERCER NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO m.
El tercer número cuántico m: Es el número de paquetes m de líneas cerradas de flujo de campo magnético que tiene un orbital.
El número de paquetes m de líneas cerradas de flujo de campo magnético con un determinado radio l de un orbital, es igual a 2n que es el mismo número máximo de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico en un orbital, ahora ya que el número de orbitales en un subnivel l es de 2l-1 entonces el número de líneas cerradas de flujo de campo magnético es 2n(2l-1).
Para precisar el tercer número cuántico m, comenzamos diciendo que en esta teoría del electrón como cuasipartícula, el momento angular L de un subnivel atómico, que está relacionado con su segundo número cuántico l, es mediante la siguiente ecuación:
Creemos que no hay contradicción con la mecánica cuántica clásica porque da lo mismo dándole valores convenidos de forma distinta a uno de los l o segundo número cuántico s por ejemplo, si le damos el valor de s=0 da los siguientes L.
Pero si le damos s=1 le dan los siguientes valores a L.
Por lo tanto se puede decir lo siguiente: que de acuerdo a lo que se convenga de manera inicial con s:
Esta anterior relación número uno (1) representa al valor del momento angular de un subnivel de energía, más no de un orbital, o lo que es lo mismo, es el momento angular de aquella región del espacio que está disponible para albergar a un número de 2(2l-1) electrones.
Que ese momento angular de la relación número uno (1), coincida en el hidrógeno y el helio con el momento angular del único orbital presente incluso con el mismo nivel principal de energía atómica, no quiere decir que esa sea la regla que se tiene que cumplir para todos los subniveles de energía.
Cada uno de los diferentes momentos angulares puede llegar a tener 2(2l-1) electrones y cada uno, de los diferentes momentos angulares tiene a (2l-1)orbitales además, cada uno de los diferentes momentos angulares tiene 2n(2l-1) terceros números cuánticos en el respectivo subnivel de energía.
Para un electrón el tercer número cuántico magnético m se extiende desde n - (l-1)hasta n + (l-1).
TERCER NUMERO CUANTICO EN S.
El tercer número cuántico cambia a medida que evoluciona n y evoluciona l es decir, no es lo mismo el tercer número cuántico en s del primer nivel de energía, que el mismo tercer número cuántico en s del segundo nivel.
Presentamos una relación o ecuación general que relaciona el tercer número cuántico m con n y l.
m = 2n(2l-1) = 4nl-2n = m (2)
Entonces en el primer nivel de energía cuando n=1 y s=1 o s=0 tal como sea lo convenido por la mecánica cuántica:
m = 2
Entonces podemos representar a la configuración electrónica de único orbital del hidrógeno y el helio de la siguiente manera:
Hidrógeno
Helio
Esta es la representación de un orbital donde n es el primer número cuántico, l es el segundo número cuántico, m el tercer número cuántico y s es el espín del electrón quien indica si el orbital está semi lleno o totalmente lleno.
Fijémonos que ambos tienen en el orbital a dos paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético a pesar de que el hidrógeno tiene un solo paquete de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico mientras que el helio, tiene a dos de esos paquetes eléctricos porque hay dos electrones apareados.
En el segundo nivel de energía, s tendría en su único orbital un tercer número cuántico de m=4. Por ejemplo el átomo de litio tendría la siguiente configuración electrónica:
El subnivel s del segundo nivel del átomo de litio, cuyo momento angular representa también un solo orbital pero esta vez con 4 paquetes de líneas cerradas de campo magnético, que son las mismas del único orbital presente aunque el litio como metal tiene 12 paquetes de líneas cerradas de campo magnético con un radio de 2ħ porque pertenecen al subnivel p.
TERCER NUMERO CUANTICO EN P.
Como hemos dicho, aplicando la relación de m=2n(2l-1) en p donde sabemos, que p aparece en el segundo nivel de energía, entonces m=12.
Escojamos al átomo de carbono para representarle su configuración electrónica:
Donde n es el primer número cuántico principal, l es el segundo número cuántico, m es el tercer número cuántico y s es el espín del electrón.
Como hemos visto que la relación donde m=2n(2l-1) sirve en el subnivel s porque tiene un solo orbital y el tercer número cuántico del orbital es el mismo del subnivel, pero en otros subniveles distintos a s no nos sirve para hallar el tercer número cuántico del orbital y menos en un electrón.
Entonces se necesita contar con una relación que de acuerdo al valor del tercer número cuántico total, arroje un tercer número cuantico para cualquier orbital en cualquier subnivel.
El valor de m para cualquier subnivel es el siguiente:
Pero esta relación anterior no nos sirve para calcular el valor del tercer número cuántico en cada uno de los orbitales de un subnivel de energía, entonces llegamos a la siguiente relación.
El número de orbitales que tiene un subnivel es igual al resultado de la siguiente relación:
Para n=2 y l=2 entonces hay 3 orbitales en el subnivel p.
Los 3 orbitales del subnivel p en el segundo nivel de energía, independiente de la cantidad de electrones que haya, tienen los siguientes valores de m representados de la siguiente manera:
Si trabajamos en un subnivel p que está totalmente lleno de electrones o sea con 2(2l-1) de electrones, o sea con 6 electrones, entonces si queremos averiguarle el tercer número cuántico magnético a cada uno de los 3 pares de electrones que están ocupando a cada uno de los 3 orbitales que tiene el subnivel p.
Recordemos que en un electrón el tercer número cuántico magnético m se extiende desde n - (l-1)hasta n + (l-1).
Los electrones quedan con los siguientes números cuánticos:
CUARTO NÚMERO CUÁNTICO DE ESPÍN S.
El segundo número cuántico l, se refiere es al radio ħ de las líneas de flujo cerradas de campo eléctrico, que arrojarían una longitud lineal de 2πħ para cada una de ellas en los paquetes que precisa n en el primer número cuántico.
Como cada paquete de esas líneas de flujo eléctrico, tienen un paquete ortogonal y circular de líneas de flujo también cerradas de campo magnético, pues en el electrón la longitud de las líneas cerradas de flujo magnético es el doble de la longitud de la longitud de líneas de flujo cerradas de campo eléctrico.
Es decir que el cuarto número cuántico es la relación entre el radio de las líneas cerradas de flujo de campo eléctrico, sobre el radio de las líneas de flujo cerradas de campo magnético.
Es decir el espín es igual a 1ħ/2ħ que será un espín semi entero.
En el fotón esas dos líneas de flujo tanto de campo eléctrico como de campo magnético, son de igual radio y longitud.
El cuarto número cuántico de espín está implícito dentro dela estructura del electrón ya que la longitud de las líneas cerradas de flujo de campo magnético son el doble de la longitud, de las líneas cerradas de flujo de campo eléctrico.
Esto es una consecuencia de que por ejemplo si el radio lħ de las líneas cerradas de flujo de campo eléctrico es 1ħ, entonces el radio de las líneas de campo magnético correspondiente es de 2ħ.
3- Conclusiones:
a) LA PRIMERA GRAN CONCLUSIÓN es decir que la hibridación no es un fenómeno solamente del carbono, en alguna medida la sufren todos los elementos para poder prepararse para llevar a cabo los enlaces químicos.
b) LA SEGUNDA GRAN CONCLUSIÓN es que el tercer número cuántico o magnético, no es el mismo en todos los mismos l o subniveles, por ejemplo: el tercer número cuántico m de un electrón en el primer nivel 1s1 es 1 mientras que el m de un electrón en el segundo nivel 2s2 es 2 y en ambas ocasiones hay solamente un solo orbital.
c) LA TERCERA GRAN CONCLUSIÓN es el de publicar la relación que da el valor del tercer número cuántico para los orbitales de un subnivel de energía:
Donde n es el primer número cuántico, l es el segundo número cuántico y m el tercer número cuántico.
d) LA CUARTA GRAN CONCLUSIÓN es el de publicar o predecir, que el número de orbitales que debe tener un subnivel de energía l de energía es igual:
2l-1
Siendo l igual a 1, 2, 3, etc hasta el infinito.
e) LA QUINTA GRAN CONCLUSIÓN es la nueva relación del momento angular del electrón L que es el siguiente:
f) LA SEXTA GRAN CONCLUSIÓN es que esta relación anterior del momento angular no se contradice en nada con los resultados encontrados en la serie de Lyman donde l=1 y entonces:
f) LA SEXTA GRAN CONCLUSIÓN es que esta relación anterior del momento angular no se contradice en nada con los resultados encontrados en la serie de Balmer donde l=2 y entonces:
f) LA SEXTA GRAN CONCLUSIÓN es que esta relación anterior del momento angular no se contradice en nada con los resultados encontrados en la serie de Ritz donde l=3 y entonces:
f) LA SEXTA GRAN CONCLUSIÓN es que esta relación anterior del momento angular no se contradice en nada con los resultados encontrados en la serie de Pfund donde l=4 y entonces:
g) LA SEPTIMA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es que el cambio de darle valores convencionales cuánticos distintos al segundo número cuántico no altera los resultados pero sin embargo si ayuda demasiado a comprender la lógica cuántica.
h) LA OCTAVA Y GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es el de reconocer que al tercer número cuántico magnético, evoluciona a medida que crece el primer número cuántico.
i) LA NOVENA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es que se atreve a predecir que es muy probable, que el único orbital s del segundo nivel, cumpla la regla de que el número de nodos radiales que tiene un orbital es igual a n-l nodos radiales en la densidad electrónica.
j) LA DECIMA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es la definición de lo que es un electrón excitado o excitón, quien sería un electrón que se encuentra en un orbital excitado que posee el doble de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético, es decir son de una cantidad que es el doble que el número de paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico.
Vemos que el primer número cuántico del orbital está revelando que hay un electrón que tiene 2 paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico pero sin embargo, tiene a 4 paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético, el doble y el electrón está desapareado porque el exponente de p dice que hay un solo electrón, por lo tanto es un electrón desapareado ubicado en un orbital excitado.
Cosa distinta fuera que si el mismo respectivo orbital tuviera la siguiente configuración electrónica:
Vemos que los 3 primeros números cuánticos son iguales pero el cuarto número cuántico, nos está revelando que hay un par de electrones apareados por lo tanto es un orbital no excitado.
k) LA DECIMO PRIMERA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es que en realidad estos electrones ubicados en un orbital excitado, son los electrones aptos para configurar orbitales moleculares.
l) LA DECIMO SEGUNDA GRAN CONCLUSIÓN de este trabajo es que un electrón mediante la absorción de un fotón puede adquirir energía y abandonar el radio original del subnivel para adquirir una nueva dimensión radial energética y ocupar otro subnivel de mayor energía.
Este es un electrón que tiene 2 paquetes de líneas cerradas de flujo de campo eléctrico que tienen un radio de 1ħ con también dos paquetes de líneas cerradas de flujo de campo magnético es decir, que las líneas cerradas de campo eléctrico tienen una longitud de h, pero absorbiendo un fotón con cierta cantidad de energía, pueden adquirir la cantidad de energía necesaria que se traduciría en un cambio del segundo número cuántico de s para p en el orbital y convertirse en el siguiente electrón.
Recordemos que el fotón como es una partícula que trae abiertas a las líneas cerradas de capo eléctrico per en cantidad igual por el espín entero, igual a la longitud abiertas de las líneas cerradas decampo magnético.
l) OTRA DE LAS GRANDES CONCLUSIONES es que el hecho de extender el cálculo del valor de m en un electrón que está comprendido en el intervalo m=n±(l-1) ayuda a comprender la hibridación de orbitales, a entender mejor al electrón desapareado, a entender la excitación electrónica y los semiconductores entre otros.
4- Referencias
REFERENCIAS DEL ARTÍCULO.
[1] Nueva tabla periódica.
[2] Nueva tabla periódica.
[3] Ciclo del Ozono
[4] Ciclo del Ozono
[5] Barrera Interna de Potencial
[6] Barrera Interna de Potencial
[7] Ácido Fluoroantimónico.
[8] Ácido Fluoroantimónico.
[9] Dióxido de cloro
[10]Dióxido de cloro
[11]Pentafluoruro de Antimonio
[12]Pentafluoruro de Antimonio
[13]Tetróxido de Osmio
[14]Enlaces Hipervalentes
[15]Enlaces en moléculas Hipervalentes
[16]Nueva regla del octeto
[17]Estado fundamental del átomo
[18]Estado fundamental del átomo
[19]Barrera rotacional del etano.
[20]Enlaces de uno y tres electrones.
[21]Enlaces de uno y tres electrones.
[22]Origen de la barrera rotacional del etano
[23]Monóxido de Carbono
[24]Nueva regla fisicoquímica del octeto
[25]Células fotoeléctricas Monografías.
[26]Células Fotoeléctricas textoscientificos.
[27]Semiconductores Monografías.
[28]Semiconductores textoscientificos.
[29]Superconductividad.
[30]Superconductividad.
[31]Alotropía.
[32]Alotropía del Carbono.
[33]Alotropía del Oxígeno.
[34]Ozono.
[35]Diborano
[36]Semiconductores y temperatura.
REFERENCIAS DE LA TEORÍA
[1] Número cuántico magnético.
[2] Ángulo cuántico
[3] Paul Dirac y Nosotros
[4] Numero cuántico Azimutal monografias
[5] Numero cuántico Azimutal textoscientificos
[6] Inflación Cuántica textos científicos.
[7] Números cuánticos textoscientíficos.com.
[8] Inflación Cuántica Monografías
[9] Orbital Atómico
[10] Números Cuánticos.
[11] Átomo de Bohr.
[12] Líneas de Balmer.
[13] Constante Rydberg.
[14] Dilatación gravitacional del tiempo.
[15] Número Cuántico magnético.
[16] Numero Cuántico Azimutal.
Copyright © Derechos Reservados.
Heber Gabriel Pico Jiménez MD. Médico Cirujano 1985 de la Universidad de Cartagena Rep. de Colombia. Investigador independiente de problemas biofísicos médicos propios de la memoria, el aprendizaje y otros entre ellos la enfermedad de Alzheimer.
Estos trabajos, que lo más probable es que estén desfasados por la poderosa magia secreta que tiene la ignorancia y la ingenuidad, sin embargo, como cualquier representante de la comunidad académica que soy, también han sido debidamente presentados sobretodo este se presentó en Septiembre 14 del 2014 en la "Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales" ACCEFYN.