Contenidos: Atomicidad y las características de las partículas fundamentales. Configuraciones electrónicas de los átomos

Transcripción

1 Átomos Estructuras electrónicas de los átomos Contenidos: Atomicidad y las características de las partículas fundamentales Configuraciones electrónicas de los átomos Principios de : Exclusión de Pauli y de Máxima multiplicidad de Hund, su relación con las estructuras electrónicas de los átomos Silvia Ponce López ITESM, Julio 27

2 Atomicidad y las características de las partículas fundamentales Toda la materia está constituída por pequeñas partículas muy pequeñas llamadas átomos Átomos Átomo: Mínima cantidad de materia que conserva las propiedades propias de un elemento químico.

3 Partículas subatómicas electrones núcleo proton (+ 1) neutrón (sin carga) electrón (-1)

4 Modelos atómicos Dalton 183 Thomson (194) budín de pasas Rutherford (1911), átomo nuclear Bohr (1913) Niveles de energía Schrödinger (1926) Modelo de nube de electrones

5 El modelo actual del átomo se basa en la mecánica cuántica ondulatoria, la cual está fundamentada en cuatro números cuánticos, mediante los cuales puede describirse un electrón en un átomo. El desarrollo de está teoría durante la década de 192 es el resultado de las contribuciones de destacados científicos entre ellos Einstein, Planck ( ), de Broglie, Bohr ( ), Schrödinger ( ) y Heisenberg..

6 Números cuánticos y sus interrelaciones Niveles (capas) n subnivel l ( a n-1) orbitales m -l +l número y tipo de orbitales 1 s 2 1-1,, +1 s p p p s 3 1-1,, +1 p p p 2-2, -1,, +1, +2 d d d d d s ,, +1-2, -1,, +1, +2 p p p d d d d d 3-3, -2, -1,, +1, +2, +3 f f f f f f f

7 Formas de orbitales atómicos Orbital s Orbitales p Orbitales d

8 Los números cuánticos n, l y m l describen al orbital y el número cuántico de espín m s describe al giro del electrón sobre su propio eje. Toma dos valores +1/2 y -1/2 Número cuántico de spin

9 Energías de los subniveles atómicos y la distribución de los electrones Los electrones ocuparán los subniveles por orden de aumento de energía. Esta relación de energía puede obtenerse sumando los valores de n + l En dos subniveles que tengan el mismo valor n + l, los electrones se acomodan primero en el subnivel que tenga el valor de n más bajo

10 Configuraciones electrónicas de los átomos La manera de mostrar cómo se distribuyen los electrones en un átomo, es a través de la configuración electrónica. El orden en el que se van llenando los subniveles atómicos en un átomo polielectrónico es :1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p Los orbitales se llenan en orden creciente de energía,, según el principio de construcción de Aufbau.

11 Principio de Exclusión de Pauli: En un átomo dos electrones no podrán tener sus cuatro números cuánticos iguales Orden de Llenado de orbitales con electrones s, p, d, f : Orbitales 1 orbital s 3 orbitales p 5 orbitales d 7 orbitales f En cada orbital se acomodan dos electrones como máximo según el principio de Exclusión de Pauli 1s 2 Número de electrones Nivel de energía n Subnivel de energía

12 Ejemplos de configuraciones electrónicas: Sodio, Na, número atómico: 11 Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Estructura electrónica simplificada para el Na Configuración electrónica del gas neón [Ne] 3s 1

13 Los electrones de valencia son los de la última capa y los responsables de los cambios químicos Al : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Suma de electrones = número atómico Al tiene número atómico 13, el Aluminio tiene 3 electrones de valencia Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Mg tiene dos electrones de valencia e- de valencia Ga: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 4p 1 Galio tiene 3 electrones de valencia: Última capa: 4s 2 4p 1

14 Principio de la máxima multiplicidad (Hund) Configuración electrónica del átomo de número atómico 33 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 4p 4p 4p Principio de la máxima multiplicidad (Hund) Hasta donde sea posible los electrones ocuparán separadamente los orbitales de un mismo subnivel y después, si hay electrones por acomodar ocurrirá el apareamiento de electrones en cada orbital

15 Bibliografía: Chang Raymond, Química, novena edición, 27 ODEL