Periferia Atómica. Dra. Lic. Victoria Calzada Prof. Adjunta del Área Radiofarmacia Centro de Investigaciones Nucleares Facultad de Ciencias-UdelaR

Transcripción

1 Curso de Química I Periferia Atómica Dra. Lic. Victoria Calzada Prof. Adjunta del Área Radiofarmacia Centro de Investigaciones Nucleares -UdelaR

2 BIBLIOGRAFÍA CAPÍTULO 7 y 8 Teoría Cuántica y estructura atómica_263 CAPÍTULO 7 Teoría Cuántica y la estructura electrónica de los átomos_243 CAPÍTULO 8 Los electrones en los átomos_294

3 PERIFERIA ATOMICA Ec. de Schrödinger H. ψ = E. ψ

4 Analogía

5 Ec. de Schrödinger H. ψ = E. ψ Función de Onda

6 DIAGRAMA DE DENSIDAD ELECTRONICA Ec. de Schrödinger H. ψ = E. ψ ψ 2

7 4πr 2 ψ 2 r r

8 y z x

9 Números Cuánticos n, l, m l Conjunto de soluciones de la ecuación de Schrödinger

10 Número Cuántico Principal (n) - Toma valores enteros entre 1 a - Define la energía orbital (a mayor n, mayor nivel de energía) - Indica el tamaño relativo del orbital

11 Número Cuántico del Momento Angular (l ) - Toma valores enteros de 0 a n-1 - Determina los subniveles de energía (s, p, d, f, etc) - Define la forma del orbital

12 l = 0, subnivel s l = 1, subnivel p l = 2, subnivel d l = 3, subnivel f

13 Número Cuántico Magnético (m l ) - Toma valores enteros de -l a +l - Define la orientación espacial del orbital frente a un campo magnético externo (x, z, y, etc)

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16 PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI - Un orbital tendrá como máximo dos electrones y ambos podrán ubicarse con sus espines opuestos (apareados) - Dos electrones no pueden existir en el mismo estado, es decir, que no pueden tener ambos la misma posición y la misma velocidad (principio de incertidumbre)

17 Número Cuántico se espín (m s ) - Toma valores de -1/2 o +1/2 - Describe una propiedad intrínseca del electrón: espín

18 Números Cuánticos Símbolo Valores permitidos Combinaciones de números n l 0 n m l -l +l m s +1/2, -1/2

19 Configuración electrónica 1

20 Configuración electrónica 1s

21 Configuración electrónica 1s 2

22 Configuración electrónica nº de electrones 1s 2 sub-nivel de energía nivel de energía

23 Configuración electrónica nº de electrones [He]2s 2 Configuración electrónica del gas noble anterior abreviada nivel de energía sub-nivel de energía

24 Energía Curso de Química I Diagrama de Energía Orbital ( 1 H) 4s 4p 4d 3s 2s 1s 3p 2p x z y 3d x 2 -y 2 xy xz yz z 2

25 Efectos electrostáticos 1)Atracciones núcleo-electrón. Efecto de la Carga nuclear (Z): un Z alto disminuye la energía orbital por el incremento de las atracciones núcleo-electrón

26 Efectos electrostáticos 2)Repulsiones electrón-electrón. Efecto Pantalla: un electrón adicional en el mismo nivel de energía produce la reducción de la carga nuclear a una carga nuclear efectiva (Z ef = Z σ). Asimismo los electrones internos protegen a los externos mas efectivamente que los del mismo subnivel.

27 3) Forma del Orbital Penetración Orbital: las diferencias en la distribución de probabilidad radial permiten diferencias en la penetración s > p > d > f >

28 Energía Curso de Química I Diagrama de Energía Orbital 5s 4s 4p 4d 3d x 2 -y 2 xy xz yz z 2 3s 3p 2s 2p x z y 1s

29 REGLA MÁXIMA DE MULTIPICIDAD DE HUNT Cuando están disponibles orbitales de igual energía (degenerados), la configuración electrónica adquiere el máximo número de electrones desapareados (con espines paralelos)

30 Diagrama de Moeller o regla de la lluvia 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p

31 Nivel de energía Curso de Química I Sub-nivel de energía 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p

32 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p Orden de llenado

33 1 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 1H :

34 1 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 1H : 1s 1

35 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p Orden de llenado 2He: 1s 2

36 1s 2s 2 1 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p Orden de llenado 3Li: [He]2s 1

37 1s 2s 2 2 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p Orden de llenado 4Be: [He]2s 2

38 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 2 1 7p Orden de llenado 5B: [He]2s 2 2p 1

39 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 2 2 7p Orden de llenado 6C: [He]2s 2 2p 2

40 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 2 3 7p Orden de llenado 7N: [He]2s 2 2p 3

41 Curso de Química I - 1s 2s p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p Orden de llenado 8O: [He]2s 2 2p 4

42 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 2 5 7p Orden de llenado 9F: [He]2s 2 2p 5

43 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 2 6 7p Orden de llenado 10Ne: [He]2s 2 2p 6 Gas noble: nivel de energía completo

44 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 2 6 7p Orden de llenado

45 Nivel de energía Curso de Química I Sub-nivel de energía

46 BLOQUE s: los metales alcalinos y alcalinoterreos de los grupos 1 y 2 respectivamente. Asi para sus iones se tienden a remover electrones con valor mayor de n

47 [He] 2s 2 2p 1 BLOQUE p: no metales y metaloides. Cuando los metaloides forman iones se remueven los electrones np antes que los ns. Los no metales tienden a ganar electrones en los orbitales p con el valor de n mayor a fin de adquirir la configuración electrónica del gas noble siguiente.

48 BLOQUE d: los metales de transición. Dicho bloque posee ciertas irregularidades. Existe una estabilidad ligeramente mayor con los subniveles 3d semillenos (3d 5 ) con sus electrones desapareados y completamente llenos (3d 10 ).

49 BLOQUE f: elementos de transición interna (lantánidos y actínidos). Estos tienen incompletos los orbitales 4f o producen con facilidad cationes con dicha distribución.

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51 Configuración basal Configuración electrónica mas estable, aquella en que los electrones están distribuidos con la menor energía posible.

52 Configuración basal Configuración electrónica mas estable, aquella en que los electrones están distribuidos con la menor energía posible. Configuración excitada Configuración electrónica tras absorber energía. Se promueve uno o varios electrones a niveles mas altos de energía