5. MODELO CUÁNTICO. Cuantos de energía. La energía no es una magnitud continua sino que se encuentra cuantizada (agrupada en cuantos).

Transcripción

1 Cuantos de energía. La energía no es una magnitud continua sino que se encuentra cuantizada (agrupada en cuantos). Química 1º bachillerato El átomo 1

2 Los electrones se caracterizan por los números cuánticos. Los tres primeros se refieren al orbital que los contiene (n, l, m) y el último hace referencia al propio electrón (s). Se representan: (n,l,m,s) Química 1º bachillerato El átomo 2

3 Número cuántico principal. El número cuántico principal (n) indica el nivel de energía del orbital que contiene el electrón (es el tamaño del orbital). Sus posibles valores son: n= 1, 2, 3 Química 1º bachillerato El átomo 3

4 Número cuántico secundario o azimutal (corrección de Sommerfeld). El número cuántico secundario (l) indica el subnivel de energía del orbital que contiene el electrón (es la forma del orbital). Sus posibles valores son: l= 0, 1, 2,, n-1 Sus valores se representan con letras 0=s 1=p 2=d y 3=f Química 1º bachillerato El átomo 4

5 Número cuántico magnético (efecto Zeeman). El número cuántico magnético (m) indica la orientación espacial del orbital frente a un campo magnético. Sus posibles valores son: m= -l,,-2, -1, 0, +1, +2,,+l Química 1º bachillerato El átomo 5

6 Número cuántico de spin (giro del electrón). El número cuántico de spin (s) indica el sentido de giro sobre sí mismo (rotación) del electrón. Sus posibles valores son: s= ½, -½ Química 1º bachillerato El átomo 6

7 EJERCICIO-EJEMPLO En un átomo sus electrones están identificados por el valor de unos números llamados números cuánticos. Indique razonadamente qué conjuntos de valores son posibles y cuáles no: (2, 1, 2, +1 / 2 ) (3, 1, 1, +3 / 2 ) (2, 2, 1, -1 / 2 ) (3, 2, -2, -1 / 2 ) (0, 0, 1, +1 / 2 ) Para los números cuánticos incorrectos indica su nombre, información y cómo se representan. Química 1º bachillerato El átomo 7

8 RELACIÓN DE EJERCICIOS NÚMEROS CUÁNTICOS Química 1º bachillerato El átomo 8

9 Distribución de los electrones: Principio de Aufbau. Los orbitales entran en el átomo ocupando primero los niveles de menor energía. Principio de exclusión de Pauli. No pueden existir dos electrones en el mismo átomo con los cuatro números cuánticos iguales. Regla de Hund. Los electrones dentro de un mismo subnivel de energía buscan estar lo más desapareados posibles (tener el mismo spin ocupando los máximos orbitales). Química 1º bachillerato El átomo 9

10 Configuración electrónica. Es la notación ordenada y simplificada de la disposición de todos los electrones dentro de un átomo. Se obtiene a través del diagrama de Möller. Se basa en la regla de Madelung: La energía de un orbital es menor cuanto más bajo sea n+l. Para el mismo valor de n+l es de menor energía el de menor n. Química 1º bachillerato El átomo 10

11 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p... No es lo mismo el nivel de mayor energía que la capa más externa. Química 1º bachillerato El átomo 11

12 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p... Configuración electrónica de algunos elementos Elemento Orbitales Configuración 1s 2s 2p x 2p y 2p z 3s H He Li C N O F Ne Na 1s 1 1s 2 1s 2 2s 1 1s 2 2s 2 2p 2 1s 2 2s 2 2p 3 1s 2 2s 2 2p 4 1s 2 2s 2 2p 5 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Química 1º bachillerato El átomo 12

13 Orbitales s p d 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p... Configuración electrónica del Bromo 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 Química 1º bachillerato El átomo 13

14 Energía 6s 6 p 5 d 4 f 5 s 5 p 4 d 4 s 4 p 3 d 3 s 3 p 2 s 2 p n n = 2; 3; 4; = n 1; 2; 3; 4; l = l 2; 1; = 0; 2; 1; l m = m = ; + = m 2; 1; 0; = s = ; + s ½ = 1 s Química 1º bachillerato El átomo 14

15 EJERCICIO-EJEMPLO Escribe las configuraciones electrónicas del Ti 4+, Sr y Br. Química 1º bachillerato El átomo 15

16 RELACIÓN DE EJERCICIOS CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Química 1º bachillerato El átomo 16

17 Órbita y orbitales. Una órbita es la trayectoria en el espacio de un electrón. Un orbital es una región del espacio con una alta probabilidad de encontrar al electrón. Química 1º bachillerato El átomo 17

18 1s 2s 3s Química 1º bachillerato El átomo 18

19 Química 1º bachillerato El átomo 19

20 EJERCICIO-EJEMPLO Comparar los siguientes orbitales indicando sus semejanzas y diferencias en sus números cuánticos. Química 1º bachillerato El átomo 20

21 RELACIÓN DE EJERCICIOS ORBITALES Química 1º bachillerato El átomo 21