Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

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27 Figura. Niveles energéticos del átomo de Hidrógeno. Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

28 Modelo atómico actual El descubrimiento de una nueva partícula fundamental, el neutrón, cuya masa es semejante a la del protón y no tiene carga eléctrica, completó la descripción del modelo atómico. Los trabajos de otros científicos, entre los que podemos destacar a Planck, De Broglie, Heisenberg y Schrödinger, estableció el modelo atómico actual. En el modelo actual no existen órbitas bien definidas por las que se mueven los electrones, sino que existen regiones del espacio, denominadas orbitales, en las que es muy probable encontrar a los electrones. Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

29 Modelo atómico actual El átomo está formado por un núcleo, constituido por protones y neutrones, en el que se concentra la masa y la carga positiva del átomo, y de orbitas en la que se disponen los electrones (cargas negativas) en niveles de distinta energía. El volumen que ocupa el átomo es aproximadamente 105 veces mayor que el volumen del núcleo, por lo que podemos considerar que el átomo está esencialmente vacío. Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

30 Número atómico y número másico El número atómico (Z), es el número de protones que hay en el núcleo. Es característico de cada elemento. En los átomos neutros coincide con el número de electrones. En el sistema periódico actual los elementos están dispuestos en orden creciente de su número atómico. El número másico (A) o masa atómica, es el número de protones más el número de neutrones de un átomo. A = Z + número de neutrones Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

31 Número atómico y número másico Los átomos que tienen el mismo número atómico (son del mismo elemento) pero que difieren en su número másico se denominan isótopos. Los isótopos, por lo tanto, tienen el mismo número de protones, pero difieren en el número de neutrones. La masa atómica de un elemento es la media ponderada de la de los isótopos estables del mismo que se encuentran en la naturaleza. La unidad de masa atómica (u) se define como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12 y equivale aproximadamente a la masa de un protón o un neutrón. Los iones son átomos que tienen carga porque han perdido o ganado electrones: Los cationes, son iones positivos que provienen de un átomo neutro que ha perdido electrones (X + ). Los aniones, son iones negativos que provienen de un átomo neutro que ha captado electrones (X - ). Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

32 Configuración electrónica En el modelo atómico de Bohr, y en los posteriores, se considera que los electrones se sitúan en niveles de distinta energía. Estos niveles de energía se numeran del 1 al 7 por orden creciente de la energía que tienen los electrones en el orbital. Cada uno de estos niveles puede contener a su vez subniveles energéticos que se designan con las letras s, p, d y f. La distribución de los electrones de un átomo en estos niveles y subniveles es lo que se conoce como configuración electrónica. Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

33 Configuración electrónica Para escribir la configuración electrónica de un elemento, basta con conocer número de electrones que posee, junto algunas reglas básicas: Los subniveles que contiene cada nivel energético: el primer nivel consta únicamente de un subnivel s, el segundo uno s y otro p,elterceros,pydyapartirdelcuartosepuedeconsiderar que contiene cuatro subniveles,s,pdyf. El número máximo de electrones de cada subnivel, es como sigue: en el subnivel s puede haber un máximo de 2 electrones, en el sunivel p 6 electrones, en el d 10 electrones y el subnivel f 14 electrones. Esto se debe a que en cada orbital cabe un máximo de dos electrones y los subniveles s, p, d y f contienen 1, 3, 5 y 7 orbitales respectivamente. El orden de llenado de los subniveles (de menor a mayor energía), puede determinarse mediante el siguiente diagrama: Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

34 Configuración electrónica Capa Subniveles Para escribir la configuración electrónica de un elemento, por lo tanto, sólo hay que ir rellenando cada subnivel con el número correspondiente de electrones y siguiendo el orden indicado en el diagrama hasta alcanzar el número total que corresponda. Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

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39 Tabla periódica y configuración electrónicas Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21