MODELOS ATOMICOS - 1 -

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1 MODLOS ATOMICOS. Calular l valor dl radio d la órbita qu rorr l ltrón dl idrogno n u tado noral. Dato rg, ( ) 9 8 g, q( ) u... l radio d la órbita qu drib l ltrón n l átoo d idrógno n tado fundantal gún l odlo d Bör obtin tnindo n unta la uantifiaión d la órbita y la igualdad ntr la furza d atraión dl núlo obr l ltrón y la furza ntrípta a la qu ta otido l ltrón: v r n v π r dpjando ntr la do uaion l radio d la órbita, llga a una xprión para l radio n funión d una ri d ontant: r n 4π Dond la aa dl ltrón, la arga y n l núro uántio prinipal, qu para l idrógno n tado fundantal val. Sutituyndo por u valor nuério: r 4π 9' 7 ( 6'63 ) 8 ( 4'8 ) 0'53 8 0'53Å. n l tudio dl átoo d idrogno da abr: a) La nrgía qu po un átoo d idrógno n u tado noral. b) La nrgía qu rá naria para traladar l ltrón ata la órbita n 5. ) La frunia y longitud d onda d la radiaión itida al volvr l ltrón a u órbita n. d) La nrgía naria para qu todo lo ltron d un átoo-grao d idrógno traladn a la órbita d n 5. Dato: N A 6,03 3 átoo ol ; rg, ( ) 9 8 g, q( ) u..., 3 8 / a. Cobinando la uaion d la nrgía y dl radio d una órbita, obtin la nrgía d una órbita n funión d n, utituyndo por u valor n l ita u y CGS, y tnindo n unta qu l ltrón n l átoo d idrógno n tado fundantal ta ituado n l nivl : 4 π n π 9' 8 ( 4'8 ) 7 ( 6'63 ) 4 ' 7 rg ' 7 l igno ngativo india l ntido d la nrgía, n t ao l ltrón dprnd ta antidad. 8 b. La nrgía aoiada a la traniion d ltron ntr ditinto nivl vin xprada por R H n n dond R H la ontant d Rydbrg qu gún a utilizada para alular nrgía o longitud d onda pud xprar n ditinta unidad ( 8-8, 9740 longitud d onda), n y n on lo núro uántio prinipal d lo nivl d alida y llgada. 8 8 ' 8 '

2 . Al rgrar a la órbita d partida l ltrón dprndrá d la ia antidad d nrgía qu aborbió para llgar a lla ya qu la órbita tán uántizada, y n lla l ontnido nrgétio dl ltrón ontant. Conoida la nrgía, la frunia d la radiaión alula diant la ly d Plank qu tabl qu la nrgía d ada uanto igual a la frunia d la radiaión ultipliada por la ontant univral ν : ν 8 '09 5 3' 5 34 ν 6'63 La frunia rlaiona on la longitud d onda diant la vloidad d la luz ν 9'5 ν 5 3' 5 d. Para alular la nrgía naria para prooionar todo lo ltron d un átoo-grao d idrógno ata la órbita d n 5, bata ultipliar la nrgía naria para un átoo por l núro d Avogadro '09 6'0 58' k átoo áto at g k at g 3. Para ionizar l átoo d Na nitan 49 5 /ol. Si ta nrgía d prodnia luinoa Cuál la frunia á baja dl az luinoo qu ría nario para ftuar la ionizaión?, y u longitud d onda? Dato: N A 6,03 3 átoo ol ; ; 3 8 / Lo priro abiar la nrgía d ionizaión d /ol a /átoo. Ionizaión 49 5 ol 3 6'0 átoo ol 8' 4 8 átoo Conoida la nrgía, la frunia d la radiaión alula diant la ly d Plank qu tabl qu la nrgía d ada uanto igual a la frunia d la radiaión ultipliada por la ontant univral. ν : ν 8 8' 4 6 '3 34 ν 6'63 Toda radiaión luinoa uya frunia a ayor o igual a 3 6, produirá la ionizaión d odio. La frunia rlaiona on la longitud d onda diant la vloidad d la luz ν '44 ν 6 '3 Tnindo n unta qu la nrgía invrant proporional a la longitud d onda, toda radiaión luinoa uya longitud d onda a nor o igual a 44 8, produirá la ionizaión d odio. - -

3 4. Calular n ulio y n V la difrnia d nrgía ntr lo ubnivl y p dl átoo d obr, abindo qu la longitud d onda d la radiaión itida por l ltrón n dio tranito 54. Dato: , 3 8 /, q( ) 6 9 C. 9 5, 807 V La nrgía y longitud d onda rlaionan diant la uaion: 8 ν 3 34 : 6'63 5 '9 ν '54 Para alular la nrgía n ltrón-voltio, bata dividir la nrgía n julio ntr la arga dl ltrón n ulobio. ( V) q ( ) ( ) '9 9 ' V V 5. La nrgía para la º y 3º órbita dl odlo atóio d Bor para l átoo d idrógno on 3 4 V y 3 5 V. a) Dtrinar n Atrong la longitud d onda d una lína d la ri Balr uando n 3. b) A qu zona dl ptro orrpond a radiaión. ) Si la longitud d onda alulada orrpondira a la onda aoiada a un ltrón, uál ría la vloidad d dio -. Dato , 3 8 /, q( ) 6 9 C, ( ) 9 3 Kg. a. La longitud d onda orrpondint a un alto ntr do nivl nrgétio tá rlaionada on l inrnto d nrgía ntr o nivl. ν : ν Dond l inrnto d nrgía ntr lo do nivl. Por tratar d la ri d Balr, rá dl nivl tr al nivl do. 3 3'4 ( '5) '89V l igno ngativo india qu la nrgía dprndida por l ltrón, olo tin arátr fíio. 9 V 9 '89V '6 3' '63 6' Å 9 3'0 b. Al ultraviolta Sgún la toría d D Brogli, ualquir partíula atrial llva aoiada una onda uya longitud d onda vin xprada por: v - 3 -

4 n l ao d un ltrón xprión d la qu pud dpjar la vloidad. v v 34 6'63 3 9' kg Sabindo qu la nrgía qu po él - d un átoo d H n u tado noral 8 8. Calular: a) Potnial d ionizaión dl H n V. b) Longitud d onda y frunia d la radiaión itida uando l ltrón paa dl nivl n 4 al n. Dato , 3 8 /, q( ) 6 9 C, R H a. l potnial d ionizaión igual a la nrgía qu po l ltrón n u tado fundantal. 8 8 ' 8 ' 8 3'6V 9 '6 V b. l invro d la longitud d onda d la radiaión luinoa al altar l ltrón dd l nivl n 4 al n, vin xprada por: R H n n Apliando al alto pdido: '86 Conoida la longitud d onda d la radiaión luinoa itida, alula la frunia ν 6' 7 7 4'86 7. La lápara d Hg it una luz azul vrdoa, t olor prod d la radiaión uya longitud d onda ta oprndida ntr 4348 Å y 546 Å. Calular la nrgía d fotón n ada una d ta radiaion. Dato , 3 8 /. Utilizando la uaión d Plank y la rlaión ntr la frunia y la longitud d onda, obtin una rlaión ntr la nrgía y la longitud d onda. ν : ν '63 3' '63 4'

5 8. Lo rayo X tinn una longitud d onda oprndida ntr Å y Å. Calular la nrgía orrpondint a lo xtro dl ptro d rayo X. Dato , 3 8 /. 99 5, 99 6 Utilizando la uaión d Plank y la rlaión ntr la frunia y la longitud d onda, obtin una rlaión ntr la nrgía y la longitud d onda. ν : ν Å 6'63 5 ' Å 6'63 6 '99 9. Calular n V, la nrgía d lo foton d una onda d radio d 5 MHz d frunia. Dato: ν 6'63 5 3'3 Tnindo n unta qu un V quival a '3 8 '07 V 9 '6 V. Un ltrón tin una nrgía inétia d V, alular la longitud d onda aoiada a a partíula atrial. Dato , q( ) 6 9 C, ( ) 9 3 Kg. Sgún l prinipio d dualidad onda-orpúulo d D Brogli: v l produto v (antidad d oviinto) pud obtnr d la nrgía inétia qu tin l ltrón. v Multipliando abo ibro d la igualdad por la aa () y dpjando l produto v, obtin la antidad d oviinto n funión d la nrgía inétia y la aa d la partíula. v v v Sutituyndo n la longitud d onda d D Brogli apliada para un ltrón: La nrgía inétia dl ltrón xprada n V tranfora n julio ultipliando por la arga dl ltrón. 9 7 V '6 '63 V 34 6'63 ' 'Å 3 7 9' kg '63-5 -

6 . Calula la longitud d onda n Atrong d un ltrón qu alrado on una difrnia d potnial d 000 voltio. Dato , q( ) 6 9 C, ( ) 9 3 Kg. l ltrón al r alrado por un apo létrio adquir una nrgía inétia qu vin xprada por: q V dond V la difrnia d potnial y la nrgía inétia dl ltrón. v q V D ta igualdad, ultipliando abo ibro por la aa dl ltrón pud dpjar l produto v, y onoida la antidad d oviinto pud alular la longitud d onda d D Brogli. v q V v q V 6'63 '3 0' 3Å v q V 3 9 9' kg '6 C 000v. Qué nrgía po un ltrón arranado al aluinio por una luz d frunia 8 4? Calular l potnial d ionizaión dl aluinio xprado n k/ol. Dato: Frunia ubral dl aluinio 6 4, La nrgía qu adquir l ltrón, rá la difrnia ntr la nrgía ouniada () y la nrgía d xtraión dl tal (φ). φ Apliando la uaión d Plank ν Radiaión ν Ubral ( ν Radiaión ν Ubral ) Sutituyndo ν ν 6' '33 34 ( ) ( ) Radiaión Ubral l potnial d ionizaión la nrgía naria para arranar un xtrar un ltrón d u tado fundantal un átoo n tado gaoo. Conoida la frunia ubral d xtraión, y diant la uaión d Plank, obtin la nrgía d ionizaión por átoo '63 6 átoo 3'98 i ν Ubral at Multipliando por l núro d Avogadro y dividindo por il obtin l potnial d ionizaión n k/ol. 9 3 at 3 3'98 6'0 k 39'48 at ol k i ol 3. Calula la antidad d oviinto d un fotón d luz roja uya frunia Dato , 3 8 /. Sgún la toría onda-orpúulo d D Brogli toda onda llva aoiada una aa y ntr lla xit la rlaión: p Por otro lado, la longitud d onda y la frunia d un fotón rlaionan por: ν - 6 -

7 Igualando aba xprion pud dpjar la antidad d oviinto aoiada al fotón. p ν 34 ν 6'63 4'4 p '7 8 kg / 4. La frunia ubral d irto tal 8,8. Calula la vloidad áxia d lo ltron itido por tal, uando iluina on luz, uya longitud d onda 536 Å. Qué nrgía inétia pon o ltron? Dato , 3 8 /, ( ) 9 3 Kg. Sgún l fotolétrio, la difrnia d nrgía ntr la ouniada a un átoo y la nrgía ubral d xtraión la nrgía qu adquirn lo ltron xtraído. n l ao d qu ta nrgía pl n variar u antidad d oviinto, rá nrgía inétia. ( ) φ Apliando la uaión d Plank, la nrgía inétia pud ponr n funión d la frunia. ( ) φ : ( ) ν Luz ν Ubral ( ν Luz ν Ubral ) ν La frunia d la luz pud xprar n funión d u longitud d onda, qudando la xprión antrior d la iguint fora: ( ) ( ) ν Luz ν Ubral ( ) : ν Ubral ν Luz Luz Luz Sutituyndo valor ( ) 6' Ubral ν 8'8 '0 Luz Conoida la nrgía inétia dl ltrón alula u vloidad. 9 '0 5 v v 6'64 3 9' kg 5. Una uprfii d irto tal it ltron uya nrgía inétia quival a 3 V uando la iluina on luz onoroátia d longitud d onda 500 Å. Cuál l valor d la frunia ubral d tal? Dato , q( ) 6 9 C, 3 8 /. Sgún l fotolétrio, la difrnia d nrgía ntr la ouniada a un átoo tálio y la nrgía ubral d xtraión la nrgía qu adquirn lo ltron xtraído. n l ao d qu ta nrgía pl n variar u antidad d oviinto, rá nrgía inétia. ( ) φ /át. La nrgía inétia tá xprada n V/át, ultipliándola por la arga dl ltrón tranfora a 3 V '6 at 9 V 4'8 9 at - 7 -

8 La nrgía aoiada a la radiaión onoroátia alula diant la uaión d Plank y la rlaión ntr la frunia y la longitud d onda. 8 ν 3 34 : 6'63 8 '33 ν 500 Sutituyndo n la uaión dl fto fotolétrio obtin la nrgía ubral (φ) φ '33 4'8 8'5 ( ) Conoida la nrgía ubral d xtraión, y diant la uaión d Plank d nuvo alula la frunia ubral. 9 φ 8'5 5 ν Ubral '8 ν 34 6'63 6. La longitud d onda d la onda aoiada a un ltrón qu a ido alrado on una dtrinada difrnia d potnial 0 9 Å. Cuál l valor d a difrnia d potnial? S upon qu no ay variaión n la aa dl ltrón. Dato , q( ) 6 9 C, ( ) 9 3 Kg. D la ipóti d D Brogli apliada a un ltrón qu a ido alrado v pud obtnr la nrgía inétia qu a adquirido dio ltrón. S dpja l produto v v S lvan lo do ibro d la uaión al uadrado v S dividn abo ibro d la uaión por la aa dl ltrón v S ultiplian abo ibro d la igualada por ½ v onvirtiéndo l prir ibro d la igualdad n la nrgía inétia Coo la nrgía a ido adquirida por la prnia d una difrnia d potnial q V Igualando aba xprion - 8 -

9 q V : q V V q Sutituyndo lo valor V 9' 34 kg 34 ( 6'63 ) 907v 9 '6 C ( 0' 9 ) 7. Al iluinar potaio on luz aarilla d odio d 5890 Å libran ltron on una nrgía d Al iluinar l potaio on luz ultraviolta d una lápara d rurio d 537 Å libran ltron on una nrgía d Dduir: a) Valor d la ontant d Plank. b) l trabajo d xtraión φ ó potnial d ionizaión dl potaio n V y n k/ol. S dipon d do radiaion d difrnt longitud d onda qu inidn obr un io tal arranando ltron on difrnt ontnido nrgétio. Luz aarilla d Na : Lapara d Hg : 8 ν Å ν 5' ν Å ν ' : : ( ) 0' ( ) 5'036 Sgún l fto fotolétrio, la difrnia ntr la nrgía ouniada al tal () y l trabajo d xtraión dl tal (φ) la nrgía qu ganan lo ltron. ( ) φ Tnindo n unta qu ν, y φ ν o ( ) ν ν ( ν ν ) dond ν y ν o on rptivant la frunia d la radiaión luinoa y la frunia d la radiaión ubral dl tal. Apliando ta uaión a ada una d la radiaion proputa y dividindo para liinar la ontant d Plank obtin una rlaión dond podr alular la frunia d la radiaión ubral dl potaio. ( ν ν o ) ν ν o : ( ν ν o ) ν ν o Dpjando la frunia ubral ν ν 5'036 5'09 0'577 ' 8 4 ν o 4' 9 9 5'036 0'577 Conoida la frunia ubral, alula la ontant d Plank on la xprión: ( ) ( ν ν o ) ν ν o apliada a una ualquira d la radiaion, por jplo la d la luz d odio () 9 0' '63 ν ν 4 4 5'09 4' o o o Å - 9 -

10 La frunia ubral y la ontant d Plank pritn alula l trabajo d xtraión o potnial d ionizaión por átoo φ ν o 6'63 4' '80 '75 V 9 '6 V 9 3 at 3 P.I. K '80 6'0 k 68'56 at ol k ( ) ol 8. a) nuniar l prinipio d xluión d Pauli. Cuál l núro áxio d ltron n lo orbital 3d? Y n lo 5p? ribir lo núro uántio rprntativo dl ltrón. b) nunia l prinipio d Hund y aplíalo a lo iguint átoo: 4 Si, 5 P, 6 S, 7 Cl. a. Prinipio d xluión d Pauli. n un átoo ualquira no pudn xitir do ltron n l io nivl uántio ó lo qu lo io, n un átoo ualquira no pudn xitir do ltron on lo uatro núro uántio. Un orbital 3d pud vnir rprntado por lo núro uántio: (3,, ); (3,, ); (3,, 0); (3,, ); (3,, ) gún la orintaión qu tngan, y ada orbital a u vz pud albrgar do ltron on pin difrnt (± ½ ), por lo tanto podrá albrgar un total d. Un orbital 5p pud vnir rprntado por lo núro uántio: (5,, ); (3,, 0); (5,, ) gún la orintaión qu tngan, y ada orbital a u vz pud albrgar do ltron on pin difrnt (± ½ ), por lo tanto podrá albrgar un total d 6. b. Prinipio d áxia ultipliidad d Hund. Lo ltron, al oupar un ubnivl, dbrán ditribuir n l ayor núro d orbital poibl y d fora qu u pin an parallo. 6 Si : p 3 3p 3 4 x p y 6 5 P : p 3 3p x 3p y 3p z 6 6 S : p 3 3p x 3p y 3p z 6 7 Cl : p 3 3p x 3p y 3p z 9. Aportaion d Sorfld y Zan al onoiinto d la trutura atóia. xplíalo. La aportaion d Sorfld y Zan on lo qu ono oo la orrion al átoo d Bor. La órbita drita por lo ltron, dntro d ada nivl nrgétio dfinida por l núro uántio prinipal n, pudn r irular ó líptia, lo ual upon pquña difrnia nrgétia n l tado d lo ltron originando ubnivl nrgétio. La xntriidad d la lip uantifia on l núro uántio undario ó aziutal l, qu a u vz, irv para idntifiar l ubnivl nrgétio (, p, d, ). l núro d ubnivl nrgétio xitnt n ada nivl igual al núro uántio prinipal, n. Lo valor qu pud toar l núro uántio undario van dd 0 ata n. La orintaión n l paio d la ditinta órbita y u inlinaión rpto a un plano d rfrnia no pud r ualquira, por lo qu introdu l núro uántio agnétio, l, qu toa valor dd l ata +l inluido l

11 0. xprar l ignifiado d lo uatro núro uántio gún la toría d Bor-Sorfld, y lo valor qu pudn adoptar, ponindo algún jplo. n Núro uántio prinipal. Cuantifia l taaño d la órbita, toa valor ntro poitivo dd n. l Núro uántio undario ó aziutal. Cuantifia lo ubnivl nrgétio dntro d ada nivl, idntifiando la ditinta fora (irular, líptia, nodal, ), toa tanto valor oo indiqu n pzando n 0 y aabando n n. l 0 ubnivl ; l ubnivl p; l ubnivl d; l Núro uántio agnétio. Cuantifia la orintaión d la órbita, toa valor dd l ata +l inluido l 0. Núro uántio d pin. Cuantifia la rotaión dl ltrón, aditiéndo aunqu no a irto, qu l ltrón pud girar obr i io n do ntido difrnt y adjudiando a ada ntido d giro un valor ditinto d ½ y +½. jplo. ribir la onfiguraion ltrónia d todo lo tado d oxidaión qu pudn prntar l nitrógno y l loro n u obinaion on otro lnto, tnindo n unta l prinipio d áxia ultipliidad d Hund. N: ; p 3 N Cl: ; p 6 ; 3 p 5 Cl N 3 : ; p 6 NH 3 Cl : ; p 6 ; 3 p 6 NaCl N + : ; p 3 N O Cl + : ; p 6 ; 3 0 p 6 Cl O N 3+ : ; p 0 NaNO Cl 3+ : ; p 6 ; 3 p 3 HClO N 5+ : ; 0 p 0 HNO 3 Cl 5+ : ; p 6 ; 3 p 0 KClO 3 N + : ; 0 p 3 NO Cl 7+ : ; p 6 ; 3 0 p 0 NaClO 4 N 4+ : ; p 0 NO. Dfina l onpto d ltron d valnia d un lnto y u rlaión on la poiión d lo lnto d la Tabla Priódia, toando oo jplo B, C, N, O, F, y N. S dnoinan ltron d valnia a aqullo qu nuntran ituado n la apa á xtrna dl átoo. La trutura ltrónia d la apa d valnia d lo lnto prtnint a un io grupo igual, difrniándo úniant n l nivl. Trro ó grupo dl boro. n p Carbonoido. C n p Nitrognoido. N n p 3 Anfígno. O n p 4 Halógno F n p 5 Ga nobl N ó para ga nobl on núro atóio uprior n p 6 - -

12 3. Lo prinipio d Hund y d Pauli rgulan la onfiguraion ltrónia, xprar to prinipio y apliarlo a lo ao d oxigno (Z 8) y dl ión óxido. Prinipio d xluión d Pauli. n un átoo ualquira no pudn xitir do ltron n l io nivl uántio ó lo qu lo io, n un átoo ualquira no pudn xitir do ltron on lo uatro núro uántio. Prinipio d áxia ultipliidad d Hund. Lo ltron, al oupar un ubnivl, dbrán ditribuir n l ayor núro d orbital poibl y d fora qu u pin an parallo. O: ; p x p yp z O : ; p x p yp z 4. xpliar qué ntind por tado taionario, tado fundantal y tado xitado para lo ltron n un átoo, gún l odlo d Bor, y la rlaión qu ay ntr to tado y lo ptro atóio. tado taionario: l ltrón ituado n un tado u órbita taionaria, no it nrgía. tado fundantal: l tado d ínia nrgía para lo ltron d un átoo. tado xitado: l tado d lo ltron d un átoo qu a aborbido nrgía, prooionando u ltron xtrior a nivl uprior d nrgía. l alto d un ltrón dd una órbita taionaria a otra órbita taionaria d difrnt nrgía da lugar a la iión o aborión d una radiaión ltroagnétia (luz) qu proporional al alto. Si i > f it nrgía, l ltrón paa d un nivl uprior a otro infrior Si i < f Aborb nrgía, l ltrón paa d un nivl infrior a otro uprior l análii d la luz aborbida o itida n l proo da lugar a lo ptro y prit uantifiar l alto. Si l az d luz, a paar por una rndija y un pria óptio, dopon n tanto rayo d lu onoroátia oo olor tnga la luz oplja iniial. Rogindo n una pantalla o plaa fotográfia lo rayo onoroátio qu aln dl pria obtin un onjunto d raya o banda olorada qu dnoinan raya o banda ptral, al onjunto d toda lla l llaa ptro. 5. riba la onfiguraión ltrónia dl tado fundantal d lo too ion iguint: N 3, Mg +, Cl, K y F. Cuál d llo on ioltrónio? Hay algún ao n l qu xitan ltron daparado? Dato: Núro atóio: N 7; Mg ; Cl 7; K 9; F 6 N 3 : ; p 6 Mg + : ; p 6 ;3 0 Cl : ; p 6 ; 3 p 6 K: ; p 6 ; 3 p 6 ; 4 F: ; p 6 ; 3 p 6 ; 4 ; 3d 6 Son ioltrónio aqullo qu tngan igual núro d ltron. N 3 y l Mg + Tinn ltron daparado (diaagnétio) l K y l F K: ; p 6 ; 3 p 6 ; 4 F: ; p 6 ; 3 p 6 ; 4 ; 3d, 3d, 3d, 3d, 3d - -

13 6. Razon i la onfiguraion ltrónia iguint rprntan la fundantal, una xitada o una ipoibl para l átoo o anión proputo: a) Li p b) C + p d ) H p d) O + p 3 ) H a) Li p. xitada. l ltrón dl ubnivl a prooionado al ubnivl p b) C + p d. Ipoibl. n l nivl no xitn ubnivl d ) H p. Fala. Ipoibl. n l vivl no xitn ubnivl p y adá l H tin do ltron. d) O + p 3. Fundantal. ) H. Ipoibl. L obra un ltrón. 7. Dfina lo onpto d órbita ltrónia y orbital atóio. Por qué la Mánia Cuántia no pud aditir la órbita d Bor n la xpliaión tória dl átoo d idrógno? Orbita ltrónia. Rprnta la traytoria dl ltrón ntorno al núlo. Orbital atóio. la rgión dl paio dond xit una probabilidad d 99% d nontrar al ltrón. La ánia uántia no pud aptar l onpto d órbita dbido al prinipio d inrtidubr d Hinbrg. x p x Si ono la orbita, la ipriión n la poiión ( x)ría ro y por tanto la ipriión n la antidad d oviinto ( p x ) ria infinita. 8. riba lo valor d lo núro uántio qu dfinn lo orbital dl ubnivl p. Razon la analogía y difrnia qu prntan lo itado orbital n u nrgía, taaño, fora y orintaión paial. p,, p : n : l : 0 p x p y z ( ) (,, 0) (,,) Taaño: Aoiado al núro uántio prinipal (n ), por lo tanto lo tr on d igual taaño. nrgía: Aoiada a la ua d lo núro uántio prinipal y undario ó aziutal (n + l). n t ao igual para lo tr ubnivl ( + ). Orintaión. Aoiada al núro uántio agnétio (). Cada ubnivl tin una orintaión difrnt. 9. Razon i rían poibl ada uno d lo grupo d núro uántio para un ltrón y dnoin l orrpondint orbital atóio: a) n ; l 0; 0; +½; b) n ; l 3; 3; +½ ) n ; l ; ; ½ d) n 5; l ; ; ½ Rgla qu igun lo núro uántio: n,, 3, l 0,,,, n l,,, 0,,,+l ± ½ - 3 -

14 a. (, 0, 0, +½) Poibl. Rprnta al ubnivl. b. (, 3, 3, +½) Ipoibl. Inupl la rgla n l valor d l.. (,,, ½) Poibl. Rprnta un ubnivl p. d. (5,,, ½) Poibl. Rprnta un ubnivl 5d. 30. Inufiinia dl odlo atóio d Bor. Toría d Bor-Sorfld. Supon qu la órbita drita por l ltrón on irular Conidra infinita la aa dl núlo rpto dl ltrón, uando n ralidad 840 v ayor. Supon qu l núlo tá fijo, y n ralidad tá ovindo. No inorpora la toría d la rlatividad a lo fnóno atóio. Ha uponr qu la ri ptral d lo lnto opliado, pudn xprar por dfrnia d térino ptral. 3. Dada la iguint onfiguraion ltrónia á xtrna: a) n b) n np ) n np 3 d) n np 6 Idntifiqu do lnto d ada uno d lo Grupo antrior y razon Cuál rán lo tado d oxidaión á tabl d o lnto. a) n : Mtal alalino. Li, Na, K,. tado d oxidaión: + b) n np : Grupo d lo trro. B, Al, Ga,. tado d oxidaión á tabl: +3, tabién pudn prntar +. ) n np 3. Grupo d lo nitrogoido. N, P. A,. tado d oxidaión á tabl: 3, tabién pud prntar +, +3, +5 d) n np 6. Ga nobl. N, Ar, Kr,. tado d oxidaión: 0 3. Lo núro uántio d uatro ltron d irto too on: a) (4,0,0,½) b) (3,,,½) ) (3,,,½) d) (4,,,½) Idntifiqu lo orrpondint orbital d ada ltrón, ordénlo gún u nrgía rint y nuni l prinipio d Pauli. Nº Cuántio Orbital n l n + l (4,0,0,½) (3,,,½) 3p 3 4 (3,,,½) 3d 3 5 (4,,,½) 4p 4 5 Critrio d nrgía:. A nor ua n + l, nor nrgía.. A igualdad d ua n + l, d nor nrgía l d nor n. (3p) < (4) < (3d) < (4p) - 4 -

15 33. Idntifiqu la iguint onfiguraion ltrónia on lo orrpondint lnto: a) p 3 b) p ) p 6 3 3p 3 d) p 4 Razon lo tado d oxidaión á tabl d dio lnto. l tado d oxidaión á tabl qu pud adquirir un lnto l qu l prit obtnr onfiguraión d ga nobl, tnindo n unta qu no pud ganar á ltron qu lo qu tnga n u últia apa, n l ao d qu to ourra, tndrá a prdr. - p 3. Nitrógno (N). tado d oxidaión á tabl: 3 - p. Carbono (C). tado d oxidaión á tabl: 4 - p 6 3 3p 3. Fóforo (P). tado d oxidaión á tabl: 3 - p 4. Oxígno (O). tado d oxidaión á tabl: 34. Driba l ignifiado fíio d lo tr núro uántio qu dfinn un orbital y razon i on o no poibl valor (n, l, ) d lo iguint orbital: (,, ); (3,, ); (4,, ); (, 0, ). n Núro uántio prinipal. Cuantifia l taaño d la órbita, toa valor ntro poitivo dd n. l Núro uántio undario ó aziutal. Cuantifia lo ubnivl nrgétio dntro d ada nivl, idntifiando la ditinta fora (irular, líptia, nodal, ), toa tanto valor oo indiqu n pzando n 0 y aabando n n. l 0 ubnivl ; l ubnivl p; l ubnivl d; l Núro uántio agnétio. Cuantifia la orintaión d la órbita, toa valor dd l ata +l inluido l 0. - (,, ). Ipoibl. Si n L - (3,, ). Ipoibl. L o - (4,, ). Poibl. Rprnta l orbital 4d - (, 0, ). Ipoibl. Si L Conpto d núro uántio n lo orbital atóio y valor qu pudn adoptar. Cont la unia d nrgía rint d lo orbital atóio n átoo poliltrónio, dada por la ua n +, apliándola a lo orbital d nor nrgía (dd ata 5) n Núro uántio prinipal. Cuantifia l taaño d la órbita, toa valor ntro poitivo dd n. l Núro uántio undario ó aziutal. Cuantifia lo ubnivl nrgétio dntro d ada nivl, idntifiando la ditinta fora (irular, líptia, nodal, ), toa tanto valor oo indiqu n pzando n 0 y aabando n n. l 0 ubnivl ; l ubnivl p; l ubnivl d; l Núro uántio agnétio. Cuantifia la orintaión d la órbita, toa valor dd l ata +l inluido l 0. Nº Cuántio Orbital n l n + l (,0,0) 0 (,0,0) 0 (,, ) (,, 0) p 3 (,, ) (3,0,0)

16 Nº Cuántio Orbital n l n + l (3,, ) (3,, 0) 3p 3 4 (3,, ) (3,, ) (3,, ) (3,, 0) 3d 3 5 (3,, ) (3,, ) (4,0,0) (4,, ) (4,, 0) 4p 4 5 (4,, ) (4,, ) (4,, ) (4,, 0) 4d 4 6 (4,, ) (4,, ) (4, 3, 3) (4, 3, ) (4, 3, ) (4, 3, 0) 4f (4, 3, ) (4, 3, ) (4, 3, 3) (5,0,0) Critrio d nrgía: 3. A nor ua n + l, nor nrgía. 4. A igualdad d ua n + l, d nor nrgía l d nor n. n ordn rint: < < p < 3 < 3p < 4 < 3d < 4p < 5 < 4d < 4f 36 n la iguint tabla india l núro d partiular ubatóia d difrnt lnto. xpliqu a partir d lla: a) Cuál d a pi on átoo nutro. b) Cuál on ion, u arga y i éta la á abitual d tal lnto. ) Cuál on iótopo y n qu difrnian. lnto I II III IV V Núro d ltron Núro d proton Nuro d nutron a. Son átoo nutro aqullo qu tngan igual núro d ltron qu d proton. l I, l II y l V. b. Son ion lo qu tngan ditinto núro d ltron y proton. Si tinn á proton on ation, i tinn á ltron on anion. l III un anión d arga 3 y l IV un atión d arga +.. Son iótopo aqullo qu tngan igual nuro d proton pro difrnt núro d nutron. l I y l II. Tinn igual núro atóio pro difrnt núro áio

17 37. riba la onfiguraión ltrónia n tado fundantal d lo iguint átoo o ion: B + (Z 4) N 3 (Z 7) F(Z 9) n ta onfiguraion tablza: Cuánto ltron po on 0 Cuánto ltron po on lnto ó ión Configuraión Nº d ltron Nº d ltron on ltrónia on l 0 B + ; 0 0 N 3 ; p 6 4 F ; p a. Qué valor pud adoptar l núro uántio agnétio para lo orbital, 3d y 4p? b. nuni lo prinipio d Pauli y d Hund. Aplíqulo para dduir razonadant la onfiguraión ltrónia fundantal dl lnto Z 33 ñalando, u nobr, u íbolo, l grupo al qu prtn, lo núro uántio d u ltrón difrniado y lo tado d oxidaión qu pud adoptar. a. : l 0. 3d: l,, 0,,. 4p: l, 0,. b. Prinipio d xluión d Pauli. n un átoo ualquira no pudn xitir do ltron n l io nivl uántio ó lo qu lo io, n un átoo ualquira no pudn xitir do ltron on lo uatro núro uántio. Prinipio d áxia ultipliidad d Hund. Lo ltron, al oupar un ubnivl, dbrán ditribuir n l ayor núro d orbital poibl y d fora qu u pin an parallo. Z 33: Configuraión ltrónia: ; p 6 ; 3 p 6 ; 4 ; 3d ; 4p 3 Nobr: Arénio Síbolo: A Grupo: Nitrognoido ó grupo XV ó V B Nº uántio d u difrniador: (4,,, ½) tado d oxidaión: ±3, l uranio d Z 9 tin tr iótopo d lo qu u rptivo núro áio (A) on 34, 35 y 38 rptivant. Si la abundania rlativa d ada uno 95 %, 4,7 % y 0,3 % rptivant, alular l po atóio dl uranio. Dfiniión d iótopo. La aa atóia d lo lnto la dia pondrada dl núro áio d lo iótopo qu lo foran n funión d u abundania. 95 4'7 0'3 M ( U) '059 g at - g 40. Suponindo qu l C ta forado por una zla d do iótopo uyo nº áio on y 3 y qu l C tin un po atóio d,45. Calular la abundania rlativa d ada iótopo. Tnindo n unta la fora d alular la aa natural d lo lnto: Mdia d lo núro áio d u iótopo pondrada a u abundania. Sa x la abundania dl C y la dl 3 C x y + 3 '45 x 55% 0 0 : R olvindo x + y 0 y 45% - 7 -