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El número cuántico azimutal es el segundo de los cuatro números cuánticos que indican las características del electrón de un átomo. También se lo conoce como número cuántico de momento angular y permite determinar el tipo de orbital donde es posible encontrar un electrón.
¿Qué es el número cuántico azimutal?
Los cuatro números atómicos se conocen respectivamente como principal (n), azimutal o momento angular (l), magnético (m) y de espín (s). Surgieron a principios del siglo XX, cuando se comenzaron a desarrollar las bases de la teoría atómica y la mecánica cuántica. Cada uno de ellos permite explicar diferentes características de los electrones atómicos y conocer su ubicación aproximada en el átomo.
El número cuántico azimutal fue propuesto por Arnold Sommerfeld, en base al modelo atómico desarrollado por el fisico danés Bohr. Para comprender mejor qué es el número cuántico azimutal veamos primero en qué consisten algunos conceptos relacionados. El término azimutal proviene del árabe as-sumut, que significa “las direcciones”. En la teoría atómica, se refiere al ángulo de orientación de una esfera. El momento angular, también conocido como momento cinético, indica la cantidad de movimiento que conlleva la rotación de un objeto.
Teniendo en cuenta ambos conceptos, podemos definir al número cuántico azimutal como el valor que señala el momento angular orbital de un electrón. Es decir, es el número que indica la orientación del orbital donde hay mayores probabilidades de encontrar electrones. Al mismo tiempo, el número cuántico azimutal permite identificar el tipo y forma del orbital, lo que a su vez, posibilita la explicación de otras características del átomo.
El número cuántico azimutal y los orbitales atómicos
El número cuántico secundario o azimutal se expresa con la letra “l” y puede tener los valores enteros 0, 1, 2… hasta -1. Según el valor que tenga, ayuda a reconocer de qué tipo de orbital o subcapas de energía se trata. Los orbitales atómicos son las zonas ubicadas alrededor del núcleo donde es más probable encontrar un electrón. Además, presentan distintas formas y se pueden clasificar de la siguiente manera:
- Orbital “s” (del inglés sharp, nítido), equivale a l=0 y presenta una forma esférica. Puede tener 2 electrones como máximo.
- “p” (principal) cuando l=1. Estos orbitales tienen formas de esferas aplanadas hacia un centro. Puede tener hasta 6 electrones.
- “d” (del inglés diffuse, difuso) cuando l=2 y tiene forma de mancuernas. Puede albergar hasta 10 electrones.
- “f” (fundamental) cuando l=3, presenta formas más exóticas. Puede contener hasta 14 electrones.
Ejemplos del número cuántico azimutal
Según lo mencionado anteriormente, el número cuántico azimutal “l” indica el tipo y número determinado subniveles de energía de cada nivel. Por ejemplo:
Si “n” equivale a 1 (primer nivel), entonces el número azimutal “l”= 0. Esto significa que tiene un orbital o subnivel: “s”.
Cuando n = 2 (segundo nivel), los valores del número azimutal son:
- 0, orbital s.
- 1 orbital p.
Si n= 3 (tercer nivel), los valores del número azimutal son:
- 0, orbital s.
- 1, orbital p.
- 2, orbital d.
En el caso de n= 4 (cuarto nivel), los valores del número azimutal son:
- 0, orbital s.
- 1, orbital p.
- 2, orbital d.
- 3, orbital f.
Otros números cuánticos relacionados
Además del número cuántico azimutal o de momento angular orbital, existen otros números cuánticos relacionados: número cuántico magnético; el número cuántico de espín, también conocido como número de momento angular intrínseco; el número cuántico de momento angular total (que es la combinación del número cuántico de espín y el número cuántico de momento angular orbital).
Bibliografía
- Strathern, P. Bohr y la teoría cuántica. 1993. España. Siglo XXI de España Editores, S.A.
- Lahera Claramonte, J. De la teoría atómica a la física cuántica: Bohr. 2010 (2da. Edición). España. Nivola Ediciones.
- Pullman, B. El átomo en la historia de la humanidad. 2010. España. Biblioteca Buridán.
