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Cuarto Medio Electivo Diferenciado – Biología Celular Pamela López pamelalopezsanfelix@gmail.com

GUÍA DE APRENDIZAJE ASIGNATURA N° 2 MODELOS MECANO – CUÁNTICO

Nombre Entrega por correo electrónico Del miércoles 08 al jueves 09 de abril, hasta las 11:59 pm Modalidad de Entrega - Archivo Word.

- Fotografías de la guía y cuaderno. OBJETIVOS DE APRENDIZAJES

Conocer y comprender el modelo mecánico cuántico, y a partir de ello analizar las actividades propuestas para desarrollarlas utilizando la comprensión del contenido aplicando configuración electrónica.

Los cuatro números cuánticos (n, l, m, s) permiten identificar completamente un electrón en cualquier orbital de cualquier átomo. Si analizamos el átomo de hidrógeno, vemos que representa un sistema muy sencillo porque sólo contiene un electrón, que se ubica en el orbital “s” del primer nivel de energía. Esta situación es diferente para átomos que tienen más de un electrón. Para conocer la distribución de electrones en los distintos orbitales (lugares donde es más probable encontrar un electrón) en el interior de un átomo, se desarrolló la configuración electrónica. En ella se indica claramente el nivel de energía, los orbitales ocupados y el número de electrones de un átomo.

La configuración electrónica se efectúa según tres principios:

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

2.- Principio de exclusión de Pauli: en cada orbital puede haber un máximo de dos electrones los cuales deben tener espín contrario. Por otra parte, los orbitales s, p, d y f pueden ser ocupados hasta por un total de 2, 6, 10 y 14 electrones respectivamente, pero cuando los subniveles están parcialmente llenos, los electrones se distribuyen de manera que presentan el máximo número de espines con el mismo valor o bien sus espines deben ser paralelos.

3.- Principio de máxima multiplicidad de Hund: que también puede enunciarse así: los electrones se distribuyen ocupando los orbitales disponibles en un solo sentido (spin) y luego con los que tienen espín opuesto, completando de esta manera el llenado orbital.

1.- Principio de mínima energía: Las configuraciones electrónicas de los elementos se obtienen por ocupación sucesiva de los niveles desde el primer nivel de menor energía (1s). A medida que los niveles se llenan, se van ocupando los niveles superiores. El orden de energía creciente puede ser recordado mediante el siguiente esquema:

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Principio de Máxima Energía

“Los electrones irán ocupando los niveles de mas baja energía en forma creciente”.

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Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

“Deberán existir el mayor numero de electrones desapareados posibles “.

TIPO DE ORBITAL Cantidad máxima de electrones

s 2

p 6

d 10

f 14 37

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Por tanto, en un orbital sólo caben dos electrones que compartirían tres números cuánticos y se diferenciarían en el número cuántico de spin (s)

Principio de Exclusión de Pauli

“No puede haber dos electrones con los mismos números cuánticos”.

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11Na

Configuración electrónica para 11 electrones

1s2 2s2 2p6 3s1

REALIZACIÓN DE UNA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

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� 1.- Z = 8 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________ � 2.- Z = 20 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________ � 3.- Z = 1 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________ � 4.- Z = 15 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________ � 5.- Z = 28 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________ � 6.- Z = 5 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________ � 7.- Z = 17 _________________________________ ¿qué elemento de la tabla periódica representa? _____________________

ACTIVIDAD Escribe la configuración electrónica para los siguientes átmos, además, indaga en la tabla periódica e indica a que elemento corresponde.

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Completar el siguiente cuadro:

Símbolo Z A p e- n Configuración Electrónica

C 6 6

Fe 56 26

S 32 16

K+ 20 1s22s22p63s23p6

O-2 10 8

Mn 25 55

Ag 108 [Kr] 5s2 4d9

Rb+ 85 37

Zn 30 35

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Números cuánticos

Las variables de la función son Los NUMEROS CUANTICOS

Para determinar la posición probable de un electrón en un átomo dependemos de una función de onda u orbital.

n l m s

Indica la energía de los orbitales

Indica la forma de los orbitales

Indica la orientación espacial de los orbitales

Indica el sentido de rotación del electrón

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Orbital:

Es una región del espacio alrededor del núcleo donde existe una alta probabilidad de encontrar electrones.

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NÚMERO CUÁNTICO (n) El numero cuántico principal o energético ( n )

•Indica el nivel energético donde se puede encontrar un electrón.

•Indica la distancia del electrón con el núcleo.

Se visualiza en forma de “capas” alrededor del núcleo

n = 1,2,3,4,5,6 ….,∞

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NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL Número máximo de electrones permitidos por nivel de energía principal

Nivel de energía principal , n Número máximo de electrones permitidos por nivel de energía = 2n2

1 2 ( 1 )2 = 2

2 2 ( 2 )2 = 8

3 2 ( 3 )2 = 18

4 2 ( 4 )2 = 32

5 2 ( 5 )2 = 50

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NÚMERO CUÁNTICO (l) � El numero cuántico l secundario

o azimutal

Indica la forma de la nube electrónica

Informa de los orbitales que están presente en cada nivel

Puede existir mas de un l por nivel energético

l = 0,1,2,…( n – 1)

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Orbital tipo Valor l ( n ± 1 )

Nº de electrones 2 ( 2 x l + 1)

s 0 2

p 1 6

d 2 10

f 3 14

• El numero cuántico l secundario o azimutal

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n Orbital l Valor l (n-1)

Nº de electrones Por orbital. 2 ( 2 x l + 1)

Nº de electrones Por nivel de energía

2n2

1 s 0 2 2

2 s p

0 1

2 6

8

3 s p d

0 1 2

2 6 10

18

4 s p d f

0 1 2 3

2 6 10 14

32

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NÚMERO CUÁNTICO (m)

Número magnético

Indica la orientación en el espacio del orbital

Se establece sobre un eje de coordenadas

m = -l…..0……+l

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Número magnético ( m)

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El spin (s)

NÚMERO CUÁNTICO (s)

+½ – ½

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Interpretación simple de los números cuánticos

Indica el número cuántico principal n

Indica la cantidad de electrones en el

orbital…

Indica el número cuántico

secundario l

Numero cuánticos

n = 3 l = 1 m = -1 s = -1/2

incompleto

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ACTIVIDAD

Determina la configuración electrónica para los siguientes elementos, además debes encontrar los cuatro números cuánticos para el último electrón que entra al sistema: Z = 6 Carbono C:

Z = 17 Cloro Cl:

Z = 20 Calcio Ca: Z = 26 Hierro Fe: Z = 35 Bromo Br:

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APLICA LO APRENDIDO….

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1- Identifique c/u de los elementos y justifique su ubicación en la tabla periódica a) Los cuatro números cuánticos del electrón diferenciante de un elemento “X” son: n = 4 l = 1 m = 0 s = - ½ b) El electrón diferenciante del elemento “Y” tiene estos números cuánticos:

n = 3 l = 2 m = +2 s = - ½ c) El electrón diferenciante del elemento “Z” tiene estos números cuánticos: n = 2 l = 0 m = 0 s = + ½ 2-Considerar las siguientes configuraciones electrónicas:

1- [Ar] 4s2 3d7 2- [Ne] 3s2 3p4 3- [Kr] 5s2

•Explicar cuál o cuáles corresponden a elementos representativos y cuál o cuáles a elementos de transición

•Para uno de los elementos indicar los números cuánticos del electrón diferenciante y justificar la ubicación en la Tabla Periódica

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PREGUNTAS PSU

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ATENCIÓN; en las preguntas PSU debes justificar tu respuesta, fundamentando el contexto teórico que sustenta tu respuesta. 59