cap. 2 estructura electrónica de los átomos.pdf

8/18/2019 Cap. 2 Estructura electrónica de los átomos.pdf

1/43

Capítulo 2Estructura electrónica

de los átomos

Cuantización de la energía, Modelo de

Bohr, concepto de orbital, configuraciónelectrónica y Tabla Periódica.


2/43

Estructura electrónica

El conocimiento de la estructuraelectrónica de los átomos sebasa en las observacionessobre la características de la

luz visible y su acción sobre losátomos.


3/43

Movimiento ondulatorio

Ondas y espectro electromagnético


4/43

Longitud de ondaEs la distancia entre dos puntos similares deondas consecutivas.

Se representa por la letra griega (lambda)

Unidades: metro (múltiplos y submúltiplos).

Frecuencia

Es el número de ondas que pasan por un

punto en una unidad de tiempo.Se representa por la letra griega (nu)Unidades: Hertz (Hz) = onda/segundo

1 Hz = 1/s

Propiedades de las ondas


5/43


Chemistry by Chang, R. Copyright c 1991 by McGraw Hill Inc


6/43


Velocidad (v)

Se determina por el producto de .

v = .

Para las radiciones del espectroelectromagnético se utiliza el valor de la

velocidad de la luz en el vacío (c).c = 3x108 m/s


7/43

Espectro electromagnético

Chemistry by Chang, R. Copyright c 1991 by McGraw Hill Inc


8/43

Espectro electromagnético

Se divide en regiones

En orden creciente de longitud de onda:

Rayos cósmicos < Rayos X< luz UV < luz visible < luz IR <microondas < radiofrecuencia

En orden decreciente de frecuenciaRayos cósmicos > Rayos X > luz UV > luz visible > luz IR >microondas > radiofrecuencia

En la región visible


9/43


10/43

Rayos gamma, rayos X, luz UV, luz visible,

luz IR y radiofrecuencia


11/43

Ondas electromagnéticas

Wikimedia Commons 2007

Las ondas electromagnéticas son

sinusoidales, con los campos

eléctrico y magnéticoperpendiculares entre sí y respecto

a la dirección de propagación.

Chemistry:The Central Science by Brown/Le May/Bursten Copyright

c 1997 by Prentice Hall Inc


12/43

Movimiento

cuantizado

Chemistry:The Central Science by Brown/Le May/Bursten Copyright c 1997 by Prentice Hall Inc


13/43

Cuantización de la materia y la energía

Ecuación de Planck

E = h

E = energía de un cuanto

h = constante de Planck = 6,62x10-34 J.s

= frecuencia

cuanto o fotón = unidad mínima de energía

Un cuanto de luz visible es menos energético que uno deluz UV, pero será mayor que uno de luz IR.

Se puede hallar la energía de 1 mol de cuantosmultiplicando por el NA, es decir por 6,022x10

23


14/43

Ejercicios

Para la luz roja (= 700 nm), determine laenergía de:

a. Un fotón b. Dos mil cien fotones

c. Un mol de fotones d. 3,5 moles de fotones

Las radiaciones A, B, C y D tienen lassiguientes características:

a. Orden en forma creciente de longitud de onda.

b. Señale a cual de las siguientes radiacionescorresponde cada una de ellas: luz visible, radiaciónUV, rayos X o microondas

Radiación A B C D

característica 1,43x103 kcal/mol 1,5x1015 s-1 3x106 nm 3,31x10-19 J/fotón


15/43

Teoría de Bohr

Niveles de energía

Transicioneselectrónicas

(absorción o liberaciónde energía)

Estado fundamental obasal

Estados excitados Energía del e- en el

nivel n: En = - RH (1/n2)


16/43

Espectros de emisión

Espectro de emisión del hierro, Fe.Fuente: Wikimedia commons

Espectro de emisión de H, Hg y Ne.Fuente: Instituto de Astrofísica de Andalucia


17/43

Niveles

de

energía

y espectro

deemisión

http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/text_images/CH07/FG07_19.JPG


18/43

Teoría atómica moderna

Teoría ondulatoria o de la mecánica cuántica

Ecuación de onda de Schrödinger

psi : función de probabilidad

Concepto de Orbital


19/43

Números cuánticos

Resuelven la ecuación de onda

Son cuatro: n, l, m y s

Con sólo 3 se describe al orbitalEl cuarto describe el movimiento

del electrón sobre su propio eje.


20/43

Orbitales s ( l

= 0)


21/43

Orbitales p ( l = 1) y Orbitales d ( l = 2)

http://quimicatandil.blogspot.com/2011_06_12_archive.htmlhttps://fc.deltasd.bc.ca/~mannandale/oldchemsite/Chemistry11/At

omictheory/dorbitals.htm


22/43

Números cuánticos


23/43

Números cuánticos

n l nombre delsubnivel

ml # de orbitalesen el subnivel

1 0 1s 0 1

2 0

1

2s

2p

0

- 1, 0, +1

1

3

3 0

1

2

3s

3p

3d

0

-1, 0, +1

- 2, -1, 0, +1, +2

1

3

5

4 0

1

2

3

4s

4p

4d

4f

0

-1, 0, +1

-2, -1, 0, +1, +2

--3, - 2, -1, 0, +1, +2, +3

1

3

5

7


24/43

Número cuántico de espín (spin)

s = + ½

espín hacia

arriba

s = - ½

espín haciaabajo


25/43

Diagrama de energía de orbitales

Para partículas

monoelectrónicas


26/43

Regla

delAufbau


27/43

Diagrama de energía de orbitales

Para partículas

polielectrónicas


28/43

Distribución de electrones

En su estado fundamental o basal: completar

los orbitales de menor energía

Número máximo de electrones en un orbital:

2 Principio de exclusión de Pauli:

“Dos electrones en un átomo no pueden tener

sus cuatro números cuánticos idénticos”

Regla de Hund:

“Los electrones tienden a estar desapareados”


29/43

Diagrama de orbitales


30/43

Diagrama de

energía de

orbitalesatómicos

poli-

electrónicos


31/43

Configuraciónelectrónica


32/43

Configuraciónelectrónica


33/43

Tabla Periódica y

Configuración electrónica

http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/text_images/CH08/FG08_03.JPG


34/43

Ejercicios

1. Determine el número máximo de electronescon los siguientes números cuánticos:

a. n = 3, l = 2 b. n = 2, l = 0, m = 0

c. n = 4, l = 4 d. n = 3e. n = 1, l = 1, m = 0, s = - ½

2. Determine los números cuánticos del

electrón diferenciador del átomo de cloro.

3. Si los números cuánticos del ion X-2 son:

n= 3 l = 1 m = 1 s = - ½

Encuentre el número atómico de X


35/43

Clasificación de los elementos


36/43

Grupos de la Tabla Periódica

Bloque Grupo Nombre Configur. electrónica.

s1A

2A

Alcalinos

Alcalino-térreos

n s1

n s2

p

3A

4A5A

6A

7A

8A

Grupo del boro-aluminio

Grupo del carbonoGrupo del nitrógeno

Anfígenos (del oxígeno)

Halógenos

Gases nobles

n s2 n p1

n s2 n p2n s2 n p3

n s2 n p4

n s2 n p5

n s2 n p6

d 1B -8B(3-12)

Elementos de transición n s2(n – 1)d1-10

fElem. de transición interna

(lantánidos y actínidos)n s2 (n – 1)d1(n – 2)f 1-14


37/43

Propiedades Periódicas

Radio (volumen o tamaño) atómico

Energía de ionización (I)

Afinidad electrónica (Ae)

Carácter metálico y no metálico


38/43

Justificación de la variación de las

Propiedades periódicas

Carga nuclear efectiva (Z* o Zef )

Efecto Pantalla o Apantallamiento


39/43

Radio

atómico


40/43


Energía necesaria para retirar

un electrón de un átomo o ion

al estado gaseoso.


41/43

Afinidad electrónica (Ae)

Energía transferida cuando un átomo o ion al

estado gaseoso recibe un electrón.


42/43



M(g) + energía M+(g) + e-Afinidad electrónica (Ae)

X(g) + e- X-(g) + energía

I11ª Ae

M+ (g) + energía M2+(g) + e-

I2

X- (g) + e- X-2(g) + energía

2ª Ae


43/43


cap. 2 estructura electrónica de los átomos.pdf

Documents