Imagen 20 Elaboración propia

El número cuántico de spin

Para describir la situación de los electrones en el átomo hace falta utilizar un número cuántico más s, llamado de spin. Está relacionado con una propiedad del electrón que puede tener dos valores , +1/2 ó -1/2.

Todavía se piensa que tiene que ver con el giro del electrón sobre sí mismo como una peonza (de ahí viene el nombre). En la imagen se ven los dos sentidos de giro del electrón, en el sentido de las agujas del reloj o al revés, pero no está demostrado que ese hecho relamente se produzca (¿se ha "visto" alguna vez un electrón?).

Como ya has visto, para determinar la situación de todos los electrones de un átomo hay que tener en cuenta el principio de mínima energía, relacionado con la energía de los orbitales. Además, hay que tener en cuenta otros dos principios, que tienen que ver son el spin de los electrones.

Principio de exclusión de Pauli

En un átomo no puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales. Como un orbital que caracterizado por tres números cuánticos y el cuarto es el de spin, en un orbital concreto puede haber dos electrones, uno de spin +1/2 y otro de spin -1/2. Un tercer electrón tendría spin +1/2 o -1/2, y coincidirían sus cuatro números cuánticos con los de uno de los dos electrones anteriores.

Esa es la consecuencia práctica: en un orbital puede haber dos electrones como máximo.

Principio de máxima multiplicidad de Hund

La multiplicidad es una medida del número de electrones desapareados que hay en un átomo (electrones solos en un orbital; es decir, orbitales semillenos). Tiene comprobación experimental mediante la medida de las propiedades magnéticas de los átomos.

Los orbitales degenerados de un átomo (los tres orbitales 2, por ejemplo) en primer lugar se semillenan, colocándose un electrón en cada uno de los orbitales p_x, p_y y p_z, y después se termina de llenar cada uno de ellos. De esta forma se alcanza una multiplicidad máxima en cada caso.

En la simulación siguiente puedes visualizar la estructura electrónica de los 38 primeros elementos de la tabla. Puedes fijarte en la aplicación de los tres principios anteriores en cada uno de los casos.