Page 335 - Quimica - Undécima Edición

7.8 Confi guración electrónica 305

La fl echa hacia arriba representa uno de los dos posibles giros o espines del electrón. (El
Recuerde que la dirección del espín
electrón también se podría representar con la fl echa hacia abajo.) La caja representa un electrónico no tiene efecto sobre la
orbital atómico. energía del electrón.

El principio de exclusión de Pauli
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El principio de exclusión de Pauli es útil para determinar las confi guraciones electróni-
cas de los átomos polielectrónicos. Este principio establece que no es posible que dos
electrones de un átomo tengan los mismos cuatro números cuánticos. Si dos electrones
deben tener los mismos valores de n, / y m / (es decir, los dos electrones están en el mis-
mo orbital atómico), entonces deben tener distintos valores de m s . En otras palabras, sólo
dos electrones pueden coexistir en el mismo orbital atómico, y deben tener espines opues-
tos. Para el átomo de helio existen tres formas en las que se pueden colocar sus dos
electrones en el orbital 1s:

He hh gg hg
1s 2 1s 2 1s 2
a) b) c)
Los diagramas a) y b) son imposibles por el principio de exclusión de Pauli. En el dia-
grama a), ambos electrones tienen el espín hacia arriba y tendrían los números cuánticos
1
(1, 0, 0, 1 2 ); en b), ambos electrones tienen espín descendente, y tendrían los números
1
cuánticos (1, 0, 0, 2 2 ). Únicamente la confi guración en c) es físicamente aceptable, por-
1 1
que un electrón tiene los números cuánticos (1, 0, 0, 1 2 ) y el otro tiene (1, 0, 0, 2 2 ).
Por lo tanto, el átomo de helio tiene la siguiente confi guración:
He hg Se dice que los electrones que tienen
espines opuestos están apareados. En
1
1s 2 el helio, m s 2 para un electrón; m s
1
2 para el otro.
2
Cabe señalar que 1s se lee “uno s dos”, no “uno s al cuadrado”.
Diamagnetismo y paramagnetismo
El principio de exclusión de Pauli es uno de los principios fundamentales de la mecánica
cuántica y se comprueba con una simple observación. Si los dos electrones del orbital 1s
de un átomo de helio tuvieran el mismo espín, o espines paralelos ( hh o gg ), sus campos
magnéticos netos se reforzarían mutuamente. Esta distribución haría del helio un gas pa-
ramagnético [fi gura 7.25a)]. Las sustancias paramagnéticas son aquellas que contienen

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Wolfgang Pauli (1900-1958). Físico austriaco. Uno de los fundadores de la mecánica cuántica, se le otorgó el
Premio Nobel de Física en 1945.

Figura 7.25 El espín a) paralelo
y b) antiparalelo de dos electrones.
En a) los dos campos magnéticos
se refuerzan entre sí. En b) los dos
campos magnéticos se cancelan
N N N S
entre sí.

S S S N

a) b)