ESTRUCTURA ATÓMICA

Unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene sus propiedades, que es capaz de entrar en reacción química con otros átomos y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

Unidad estructural de la materia

ÁTOMO

ESTRUCTURAEn el átomo formado dos partes: el núcleo y la corteza.-El núcleo: parte central del átomo formado por los protones que tienen que tienen carga positiva, los neutrones que no poseen carga eléctrica, la masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.

La corteza: parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS

PARTÍCULA SÍMBOLO CARGA MASA

PROTÓN P+ Positiva +1 1

NEUTRÓN n° NO TIENE 1

ELECTRÓN e- Negativa -1 1/1840

GENERALIDADESNÚMERO ATÓMICO ( Z )Indica el número de protones que tiene un átomo en el núcleo

Z = p+

Átomo neutro p+ = e-

Z = p+ = e-

NÚMERO MÁSICO O NÚMERO DE MASA ( A ) Es la suma de protones y neutrones dándonos la masa total del átomo.

El número de neutrones en un átomo está dado por la expresión: A – Z por lo tanto el número de masa se puede calcular según la ecuación: A = Z + n

GENERALIDADES

A = p+ + n

Como Z = p+ se cumple A = Z + n

Despejando los p+ + n tenemos

p+ = A - n n = A – p+

GENERALIDADES

XA

ZA= número de masaZ= número atómicoX= elemento cualquiera

PARA UN ÁTOMO CUALESQUIERA, X, SE PARA UN ÁTOMO CUALESQUIERA, X, SE ESPRESA SU NÚMERO ÁTOMICO Y SU ESPRESA SU NÚMERO ÁTOMICO Y SU NÚMERO DE MASA DE LA SIGUIENTE NÚMERO DE MASA DE LA SIGUIENTE

FORMA:FORMA:

GENERALIDADESEJEMPLO: tomado de química 10 de educar editores 2003

Encontrar el número de protones, electrones y neutrones para el elemento:

Cl 35

17Z, por ser igual a 17, significa que presenta 17 protones en su núcleo, 17 electrones girando en torno suyo.

A= 35 significa que posee 35 partículas entre protones y neutrones. Para hallar el total de neutrones remplazamos en la ecuación: n = A-Z

n= 35 – 17 n= 18 neutrones

El cloro está formado por: 17 electrones, 17 protones,18 neutrones

GENERALIDADESISÓTOPOS: Átomos de un mismo elemento pero con diferente masa

12C, 13C y 14C

Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12C, 13C y 14C.

Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y trazas.

Busca en internet más ejemplos de isótopos.

GENERALIDADESIÓN: Es un átomo o grupo de átomos que tienen una carga eléctrica. Los

iones con carga positiva se denominan cationes ( pierde electrones) y los que tienen carga negativa se denomina aniones ( ganan electrones).http://www.umm.edu/esp_ency/article/002385.htm#ixzz1owZietio

Ej.: 11Na+

CATIÓN

ANIÓN

17Cl-

Isóbaros: -Átomos de distintos elementos-Tienen = A y ≠ Z

GENERALIDADES

Isótonos: -Átomos de distintos elementos-Tienen = n, ≠ Z y ≠ A

Isoelectrónicos

Son átomos que tienen igual números de electrones.Ejemplo

10Ne; 11Na+; 12Mg2+; 9F- = 10 e-

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICAAl referirnos a la configuración electrónica (o periódica) estamos hablando de la descripción de la ubicación de los electrones en los distintos niveles (con subniveles y orbitales) de un determinado átomo.

Configurar significa "ordenar" o "acomodar", y electrónico deriva de "electrón"; así, configuración electrónica es la manera ordenada de repartir los electrones en los niveles y subniveles de energía.

Científicamente, diremos que es la representación del modelo atómico de Schrödinger o modelo de la mecánica cuántica. En esta representación se indican los niveles, subniveles y los orbitales que ocupan los electrones.

Debemos acotar que aunque el modelo de Schrödinger es exacto sólo para el átomo de hidrógeno, para otros átomos es aplicable el mismo modelo mediante aproximaciones muy buenas.

Para comprender (visualizar o graficar) el mapa de configuración electrónica (o periódica) es necesario revisar los siguientes conceptos.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICALOS NÚMEROS CUÁNTICOS

Número cuántico principal (n): puede tomar valores enteros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) y coincide con el mismo número cuántico introducido por Bohr. Está relacionado con la distancia promedio del electrón al núcleo en un determinado orbital y, por tanto, con el tamaño de este e indica el nivel de energía.

Número cuántico secundario (l): Los niveles de energía, identificados con el número cuántico principal (n), poseen subniveles, los cuales se asocian, además, a la forma del orbital, y son identificados por el número cuántico secundario (l). Entonces, los valores del número cuántico secundario dependen del número cuántico principal "n". Así, la cantidad de subniveles de energía que posea cada nivel principal está dada por la fórmula n – 1 (el valor del número cuántico principal menos uno).

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICATambién para efectos de comprensión, la comunidad científica ha aceptado que los números que representan los subniveles (0, 1, 2, y 3) sean remplazados por las letras s, p, d y f, respectivamente, para representar los distintos tipos de orbitales. Estas letras se obtiene de la inicial de las palabras Sharp (s), principal (p), difuso (d) fundamental (f).

Principio de Incertidumbre de Heisenberg: “Es imposible determinar simultáneamente la posición exacta y el momento exacto del electrón”

. • Principio de Exclusión de Pauli: “Dos electrones del mismo átomo no pueden tener los mismos números cuánticos idénticos y por lo tanto un orbital no puede tener más de dos electrones”.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICATipos de configuración electrónica

Para graficar la configuración electrónica existen cuatro modalidades, con mayor o menor complejidad de comprensión, que son:

Configuración estándar

Se representa la configuración electrónica que se obtiene usando el cuadro de las diagonales (una de sus formas gráficas se muestra en la imagen de la derecha).

Es importante recordar que los orbitales se van llenando en el orden en que aparecen, siguiendo esas diagonales, empezando siempre por el 1s.

Aplicando el mencionado cuadro de las diagonales la configuración electrónica estándar, para cualquier átomo, es la siguiente:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

TABLA PERIÓDICA

Esquema que permite clasificar y organizar los elementos químicos naturales o creados artificialmente según sus propiedades y

características.

DEFINICIÓN

La ley periódica establece:

“ las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse

sistemáticamente a medida que aumenta el número atómico” Dmitri Ivánovich Mendeléyev

TABLA PERIÓDICA MODERNA O ACTUALLos elementos se ordenan de acuerdo con sus números atómicos en forma creciente.

ESTRUCTURAPERÍODOS: Conjunto de elementos que se encuentra en filas horizontales: ejemplosP

ER

ÍOD

OS

GRUPOS: Conjunto de elementos que se encuentran en columnas.

ESTRUCTURA

GRUPOS:

ESTRUCTURAGRUPOS O FAMILIAS: presentan propiedades físicas y químicas similares , en la tabla se identifican con números romanos y letras IA al VIIA. Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en el ultimo nivel de energía.

S1S2

d1 d2 d3 d4 d6d5 d8d7 d9 d10

p1 p4p3 p5p2

d p

f

GRUPOS O FAMILIAS: Se distinguen varios grupos a saber:

ELEMENTOS REPRESENTATIVOSElementos de la Tabla periódica que comprende a los elementos del grupo A; es decir, desde los del grupo IA (Alcalinos) al VIIIA inclusive (Gases nobles). Sin tomar en cuenta los Metales de transición algunos son metales y otros no metales

GRUPOS O FAMILIAS: ELEMENTOS DEL GRUPO B O ELEMENTOS DE TRANSICIÓN

Estos elementos conforman los grupos IB hasta el VIIIB. Todos ellos son metales, pero debido a que sus átomos son pequeños, son duros, quebradizos y tienen puntos de fusión altos. Estos metales son buenos conductores del calor y de la electricidad. A condiciones normales el Mercurio es líquido.

GRUPOS O FAMILIAS: GASES NOBLES

Los gases nobles son un grupo de elementos químicos con propiedades muy similares: bajo condiciones normales, son gases monoatómicos inodoros, incoloros y presentan una reactividad química muy baja.

GRUPOS O FAMILIAS: TIERRAS RARAS

Se caracterizan entre otras cosas por poseer radios iónicos y comportamientos químicos, muy similares entre sí. Generalmente el estado de oxidación de los elementos que conforman el grupo de las tierras raras suele ser el +3

ELECTRONES DE VALENCIA

Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas semejantes, las propiedades químicas de un elemento dependen de los electrones que presenten los átomos en el ultimo nivel de energía

ELECTRONES DE VALENCIA

LOS ELECTRONES DE VALENCIA DETERMINAN EL GRUPO AL QUE

PERTENECE EL ELEMENTO

METALES

NO METALES

GA

SES N

OB

LES

TRANSICIÓN

ALC

ALIN

OS

ALC

ALIN

OS T

ER

REO

S METALOIDES

TIERRAS RARAS

ACTÍNIDOS

LANTÁNIDOS

El comportamiento químico de los elementos es función periódica de su

configuración electrónica

ELECTRONEGATIVIDAD

PROPIEDADES PERIÓDICASPROPIEDADES PERIÓDICAS

AFINIDAD ELECTRÓNICA

POTENCIAL DE IONIZACIÓN

TAMAÑO ATÓMICO

PROPIEDADES PERIÓDICAS

POTENCIAL DE IONIZACIÓN

ENERGÍA NECESARIA PARA REMOVER UN ELECTRÓN DE UN ÁTOMO NEUTRO

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Aumento de potencial ionización según periodo y grupo

AUMENTO

AU

MEN

TO

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Energía que libera un átomo neutro cuando recibe un electrón

AFINIDAD ELECTRÓNICA

PROPIEDADES PERIÓDICASPROPIEDADES PERIÓDICAS

Aumento de afinidad electrónica según periodo y grupo

AUMENTOPoco

cam

bio

PROPIEDADES PERIÓDICASPROPIEDADES PERIÓDICASTAMAÑO ATÓMICO

El radio atómico identifica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo.

AUMENTAAU

MEN

TA

TAMAÑO ATÓMICO

La electronegatividad, es capacidad de un átomo para atraer hacia él los electrones

PROPIEDADES PERIÓDICASELECTRONEGATIVIDAD

AUMENTA

AU

MEN

TA

AUMENTO DE LA ELECTRONEGATIVIDAD