Calculadora de números cuánticos

Los números cuánticos describen de forma compacta el estado de un electrón en un átomo. El número cuántico principal n identifica la capa y puede ser cualquier entero positivo. Los valores mayores de n suelen corresponder a orbitales con mayor distancia media al núcleo y, en átomos hidrogenoides, una energía menos negativa. El número cuántico de momento angular l identifica la subcapa y puede ser cualquier entero entre cero y n menos uno. Por convención, los valores de l de 0, 1, 2 y 3 corresponden a orbitales s, p, d y f. El número cuántico magnético m_l indica la orientación de un orbital dentro de una subcapa. Toma valores enteros desde menos l hasta más l, incluido el cero. Ese intervalo contiene 2l más 1 orbitales posibles. Cada orbital espacial admite dos electrones porque el número cuántico de espín m_s tiene dos proyecciones permitidas: más un medio y menos un medio. El principio de exclusión de Pauli establece que dos electrones de un mismo átomo no pueden compartir el conjunto completo de cuatro números cuánticos. Esta calculadora comprueba primero las cuatro reglas de valores permitidos. Para un estado válido, muestra la etiqueta espectroscópica del orbital, la población máxima de la capa elegida y la de su subcapa. Una capa tiene n al cuadrado orbitales espaciales y admite 2 veces n al cuadrado electrones. Una subcapa tiene 2l más 1 orbitales y admite el doble de electrones. Estas capacidades describen los estados disponibles; sin información adicional sobre la configuración electrónica, no indican cuántos electrones ocupan realmente un átomo. La energía mostrada usa la expresión hidrogenoide simple: menos 13.6 electronvoltios dividido entre n al cuadrado. Solo es exacta para el hidrógeno en la aproximación no relativista y sirve como referencia para iones de un electrón cuando se incorpora por separado la carga nuclear. En átomos multielectrónicos, el apantallamiento, la penetración, la repulsión electrónica, el acoplamiento espín-órbita y otros efectos separan energías que este modelo elemental considera iguales. Usa el resultado para aprender las reglas y la estructura de capas, no como predicción de alta precisión de espectros atómicos complejos.