Repartido nº3 Estructura electrónica y Tabla Periódica

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1 La periferia: Recordamos: Repartido nº3 Estructura electrónica y Tabla Periódica En la periferia se encuentran los electrones. La cantidad de electrones de un átomo equivale a la cantidad de protones, de forma que: los átomos de hidrógeno tienen 1 protón y 1 electrón, los de carbono 6 protones y 6 electrones, y los de nitrógeno 7 protones y 7 electrones; sea cual sea la cantidad de neutrones que posean. Carga eléctrica: Las cargas pueden ser positivas ( ) o negativas ( ). Entre las cargas eléctricas existen fuerzas de atracción o de repulsión, de forma que: cargas de igual signo se repelen y cargas de signos opuestos se atraen o Los electrones son partículas que tienen carga eléctrica negativa, por lo tanto: Los electrones son atraídos por el núcleo (positivo) por su carga opuesta. Los electrones de un átomo se repelen entre sí porque tienen cargas del mismo signo El electrón no puede tener cualquier valor de energía, solo son posibles determinados niveles o estados de energía. Decimos que la energía de los electrones está cuantizada. En este aspecto las leyes que rigen el comportamiento de los electrones (física cuántica) son diferentes a las leyes de la física clásica que rigen en el comportamiento de los objetos macroscópicos (que podemos ver). ACTIVIDAD 6: Para comprender mejor este aspecto, consideremos las siguientes analogías: Analogia1: escalera Analogia2: biblioteca (Supongamos que las bolitas no se mueven) Estante 4 Estante 3 Estante 2 Estante 1 Cuál de las bolitas tiene mayor energía? Qué libros tienen menor energía? (los del estante1,2,3 o 4) por qué? Pueden las bolitas tener cualquier valor de energía? Cómo logro que aumente la energía de un libro del estante 1? Puede una bolita estar entre un escalón y otro? Tengo que darle o sacarle energía para promover un libro a un estante superior? Cuál es la posición más estable para las bolitas? Por qué? Puede un libro tener una energía intermedia a la que tiene entre un estante y el siguiente? Prof. Julio Francis página 1

2 Dado que la energía de los electrones está cuantizada, la energía de los electrones no puede tener cualquier valor, solo son posibles determinados niveles de energía, y no están permitidos valores de energía entre un nivel y el siguiente. Si un electrón pasa de un nivel de menor energía a uno de mayor de energía entonces absorbe energía. Si pasa de un nivel de mayor energía a uno de menor energía entonces emite (irradia energía). Si un electrón se encuentra en su mínimo estado energético posible decimos que se encuentra en estado basal. Si está en un nivel o estado diferente al basal (de mayor energía), decimos que el electrón se encuentra en un estado excitado. ACTIVIDAD 7: A) Analizá la siguiente gráfica y contestá las preguntas: gre n E aí (3) 1) Los electrones (1), (2) y (3) absorben o irradian energía? Fundamente su respuesta 2) Cuál de ellos absorbe o irradia mayor cantidad de energía? 3) El electrón (1) es mas estable en el nivel 1 o en el nivel 2? Explique 4) El electrón (3) es mas estable en el nivel 2 o en el nivel 3? Explique (1) (2) 1 A) Analizá la siguiente gráfica y contestá las preguntas: gre n E (2) (3) (4) ) Cuál de los electrones absorbe y cuál emite energía? Fundamente la respuesta 2) qué electrones ganan y cuales pierden estabilidad? Explique 3) Cuál emite mayor energía? Por qué? aí (1) 1 Prof. Julio Francis página 2

3 La zona del espacio donde es mas probable que se encuentre el electrón se denomina Orbital. Entonces los electrones solo se mueven en determinadas zonas del átomo que se denominan orbitales. Cuanto mayor es el nivel de energía de un electrón, éste se mueve promedialmente mas lejos del núcleo. De forma que un electrón del primer nivel de energía () tiene menor energía y se mueve promedialmente más cerca del núcleo que un electrón del segundo nivel (). En cada nivel de energía existe un número máximo de electrones que pueden ser admitidos: en el primer nivel pueden existir un máximo de 2 electrones, en el segundo nivel un máximo de 8, en el tercer nivel 18, y sucesivamente a mayor nivel energético pueden coexistir mayor cantidad de electrones. En la estructura electrónica o distribución electrónica de un átomo, se representan todos sus electrones en los distintos niveles de energía cuando todos ellos se encuentran en su estado basal. Por ejemplo el átomo de magnesio tiene 12 electrones, si queremos representar la estructura electrónica (a todos los electrones en su estado basal), comenzamos por el nivel de menor energía (el primer nivel) donde podemos ubicar un máximo de. Seguimos por el nivel siguiente, y allí ubicamos un máximo de 8. Y por ultimo en el tercer nivel ubicamos los electrones restantes que son 2. 12Mg z=12 tiene 12 Estructura electrónica o configuración electrónica del Magnesio 3 ( ) 2 (8 ) 1 ( ) Mg ACTIVIDAD 8: A) Escribe la estructura electrónica de los siguientes elementos: 1. Hidrógeno 2. Litio 3. Nitrógeno 4. Sodio 5. Silicio B) Un átomo en su estado basal solo tiene 3 electrones en el tercer nivel de energía: 1. Escribe la estructura electrónica del átomo 2. A qué elemento pertenece? C) Un átomo en su estado basal sólo tiene electrones en los dos primeros niveles de energía y el segundo nivel está completo (no admite mas electrones): 1. Escribe la estructura electrónica del átomo 2. A qué elemento pertenece? Prof. Julio Francis página 3

4 ACTIVIDAD 9: Si observamos la distribución electrónica de los elementos de la tabla periódica nos encontramos con ciertas regularidades: H L i n=3 Na Distribución electrónica en los primeros 18 elementos de la tabla periódica 1 1p + 1 3p + Be 4p+ B 3 5p + C 4 6p + N 5 7p + O 6 8p + F 7 9p + Ne 8 10p + 1 n=3 n=3 3 n=3 4 n=3 5 n=3 6 n=3 7 n= p + Mg 12p + Al 13p + Si 14p + P 15p + S 16p + Cl 17p + Ar 18p + He 2p + IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA A) En qué parte de la tabla se encuentran los elementos que tienen menos electrones y en qué parte los que tienen más electrones? B) Qué tienen en común los elementos de una determinada columna (vertical) de la tabla? C) Qué tienen en común los elementos de una determinada fila (horizontal) de de la tabla? D) Qué tienen en común los elementos de la columna situada más a la derecha (grupo VIIIA) que los diferencia de todos los demás elementos. Los electrones de Valencia Para un átomo determinado, los electrones del último nivel energético se denominan electrones de valencia. Los electrones de valencia tienen una importancia fundamental ya que son los que intervienen en la formación de los enlaces químicos. La cantidad de electrones de valencia de un átomo coincide con el número de familia de la tabla periódica: así que los elementos de la familia IA tienen 1 electrón de valencia, los de la familia IIA 2 de valencia...etc. Si queremos saber cuantos de valencia tiene un átomo nos fijamos en que familia se encuentra en la tabla periódica. ACTIVIDAD 10: Señala los electrones de valencia en las representaciones que hiciste en la actividad 8 (las configuraciones electrónicas). Prof. Julio Francis página 4

5 La Tabla Periódica: La tabla periódica no es sólo un listado de símbolos. Es un gráfico bastante complejo. Para poder extraer toda la información que brinda y que esa información resulte útil es necesario comprenderla. Si observás la tabla periódica, verás que en ella se encuentran los elementos químicos conocidos hasta el momento, cada uno representado por su símbolo químico. En la tabla periódica, las columnas se denominan grupos y las filas son los períodos. Los elementos de un grupo tienen propiedades semejantes, mientras que al recorrer un período las propiedades cambian gradualmente Clasificación del los elementos de la tabla: La tabla periódica se encuentra dividida en tres bloques: Elementos Representativos, Elementos de Transición y Elementos de Transición Interna. En la siguiente tabla se representan los elementos representativos de rosado, los elementos de transición de azul y los elementos de transición interna de celeste. Transición R neser pe at so ivt Transición Interna so ivt at neser pe R También podemos clasificar a los elementos como metales, no metales y gases nobles vamos a buscar información para realizar la siguiente actividad ACTIVIDAD 13: A) Busca información sobre las propiedades que tienen los metales y los no-metales e indica: 1. Propiedades físicas de los metales 2. Propiedades físicas de los Gases Nobles 3. Propiedades físicas de los no-metales 4. Propiedades químicas de los metales 5. Propiedades químicas de los no-metales 6. Propiedades químicas de los Gases Nobles Prof. Julio Francis página 5

6 B) A partir de la representación que sigue: 1. En qué zona de la tabla periódica se ubican los metales y con que colores se los representa. 2. En qué zona de la tabla periódica se ubican los no-metales y con que colores se los representa. 3. En qué zona de la tabla periódica se ubican los Gases Nobles y con que colores se los representa. Prof. Julio Francis página 6