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electrones en los átomos
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electrones en los átomos
modelo rutherford
la naturaleza de las ondas de luz
Características de las ondas electromagnéticas
Longitud λ (lambda)distancia más corta entre dos puntos equivalentes en una onda continua. Unidad=metro
Frecuencia ν (nu)número de ondas que pasan por un punto dado en un segundo.
Unidad=Hertz (1 onda/segundo)
Velocidad c (constante, velocidad de la luz)velocidad de la luz 3 x 108 m/s
C= λ ν
espectro electromagnético
naturaleza de las partículas
de luz
Naturaleza de las
Max Planck
QUANTUMCantidad mínima de energía que puede perder o ganar un átomo.
Planck demostró que la energía de luz emitida por lo objetos incandescentes está cuantizada. La energía de un quantum está relacionada con la frecuencia de la radiación emitida: E quantum= hν
El modelo dual de onda-partícula de la luz
Efecto fotoeléctricoElectrones que se emiten desde la superficie de un metal cuando la luz de cierta frecuencia incide en su superficie, generando energía.
Un fotón es una partícula de radiación electromagnética sin masa que trasporta energía.
E fotón= hv
espectro de emisión atómica
es el conjunto de frecuencias de las ondas
electromagnéticas emitidas por átomos de un elemento.
el espectro de emisión atómica es único paracada elemento y se puede utilizar para identificarlo
La teoría cuántica y el átomo
Niels Bohr
Descripción de Bohr del átomo de hidrógeno
Órbita atómica
Numero cuántico
Radio de la órbita
(nm)
Nivel de energía
Energía relativa
Primera n=1 0.0529 1 E1
Segunda n=2 0.212 2 E2=4E1
Tercera n=3 0.476 3 E3=9E1
Cuarta n=4 0.846 4 E4=16E1
Quinta n=5 1.32 5 E5=25E1
Sexta n=6 1.90 6 E6=36E1
Séptima n=7 2.59 7 E7=49E1
Louis De Broglie
Los electrones y todas las partículas de materia pueden comportarse como ondas.
El principio de incertidumbre de Heisenberg
La ecuación de Schrödinger
La ecuación predice una región tridimensional alrededor del núcleo
atómico llamado
ORBITAL ATÓMICO ,
donde hay probabilidad de encontrar al
electrón
orbitales atómicosNÚMEROS CUÁNTICOS
PRINCIPALES (n)Indican tamaños relativos de losorbitales atómicos y su energía.
Si n tamaño del orbital
electrón lejos del núcleonivel de energía
Los números cuánticos principales indican los
niveles más altos de energía del átomo
N1 = estado rasoCada orbital puede tener hasta 2
electrones
Hay 7 niveles de energía para el hidrógeno ( n=7)
Los niveles contienen SUBNIVELES
N1 1 subnivelN2 2 subnivelesN3 3 subnivelesN4 4 subniveles etc . . . . . .
Los subniveles se identifican de acuerdo a la forma de los orbitales del átomo con las letras s, p,
d y f
Todos los orbitales s
tienen forma de esferaTodos los orbitales p
tienen forma de pera
Los orbitales d y f tienen diferentes formas.
El nivel principal de energía 1 contiene 1 subnivel = 1s
El nivel principal de energía 2 contiene 2 subniveles= 2s y 2p
El nivel principal de energía 3 contiene 3 subniveles= 3s 3p y 3d
El nivel principal de energía 4 contiene 4 subniveles= 4s 4p 4d y
4f
Primeros 4 niveles principales de energía del HNúmero cuántico principal
Subniveles (tipo de
orbitales)
Número de orbitales en relación al
subnivel
Número total de orbitales relacionados
con el nivel principal de energía
1 s 1 1
2 sp
13
4
3 spd
135
9
4 spdf
1357
16
Número de orbitales posibles= n2
Cada orbital puede tener 2 electrones
Número máximo de electrones por orbital= 2n2
CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS
El ordenamiento de los electrones en los átomos se
denomina configuración electrónica
Los sistemas de baja energía son más estables . . . .
. . . . Los electrones en un átomo tienden a asumir el ordenamiento que le confiera al átomo la menor energía posible y la mayor estabilidad.
Reglas para las Configuraciones electrónicas
1 Principio de Aufbau(distribución electrónica o
construcción progresiva)
Cada electrón ocupa el orbital disponible con energía más baja.
Diagrama de Aufbau
a) Todos los orbitales relacionados con un subnivel de energía son de igual energía = los tres orbitales 2p tienen la misma energía.
b) En átomos con múltiples electrones, los subniveles de energía dentro de un nivel principal tienen energía diferentes = los orbitales 2p tienen energía más alta que el orbital 2s.
c) Según la cantidad de energía, la secuencia de los subniveles en un nivel principal es s, p, d y f.
d) Los orbitales relacionados con subniveles de energía de un nivel principal pueden superponerse a los orbitales relacionados con los subniveles de energía de otro nivel principal = 4s tiene menor energía que los cinco orbitales relacionados con el subnivel 3d
2 Principio de exclusión de Pauli
Un máximo de dos electrones pueden ocupar un mismo orbital atómico pero solamente si los electrones tienes spin opuesto.
3 Regla de Hund
Los electrones cuyo giro es igual deben ocupar todos los orbitales que tienen igual energía antes que los electrones con giro opuesto puedan ocupar los mismo orbitales.
Orbitales 2p
Diagramas de orbital
Diagrama de orbital:
Vacío1 electrónLleno
Cada casilla se identifica con el número cuántico principal y el subnivel asociado al orbital.
C
1s 2s 2p
Configuración electrónica
Señala el nivel principal, el subnivel asociado a cada orbital y el número de electrones de cada orbital como un superíndice.
C 1s22s22p2
Ne 1s22s22p6
1s 2s 2p
Diagrama de subnivel
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s 7p
Elementos de los dos primeros periodosElemento No.
atómicoDiagrama de orbital
1s 2s 2px2py2pz
Configuración electrónica
Hidrógeno 1 1s1
Helio 2 1s2
Litio 3 1s22s1
Berilio 4 1s22s2
Boro 5 1s22s22p1
Carbono 6 1s22s22p2
Nitrógeno 7 1s22s22p3
Oxígeno 8 1s22s22p4
Flúor 9 1s22s22p5
Neón 10 1s22s22p6
Notación del núcleo de gas noble
Es un método para abreviar configuraciones electrónicas.Se usa entre paréntesis la configuración electrónica del gas noble del periodo anterior al elemento representado y se completa con el nivel de energía que éste llena.
Na 1s22s22p63s1
1s 2s 2p 3s
Ne 1s22s22p6 1s 2s 2p
Na [Ne]3s1
EjerciciosEscribe las configuraciones del estado rasopara los siguientes elementos utilizando el diagramaorbital, la configuración electrónica completa y la configuración electrónica utilizando la notación del núcleo de gases nobles:
BROMOESTRONCIOANTIMONIO
TITANIOAZUFRECLOROCROMOCOBRE
Excepciones a las configuraciones
Cromo [Ar] 4s13d4
Cobre [Ar] 4s13d10
Electrones de valenciaSon aquellos situados en los orbitales atómicos más externos del átomo, generalmente asociados al nivel principal de energía más alto del átomo.
S [Ne]3s23p4 6 electrones de valencia
Cs [Xe]6s1 1 electrón de valencia
Estructuras de símbolos electrónicos(estructuras de Lewis)
Es una forma de representación de los
electrones de valencia de los átomos que fue diseñada por un químico catedrático estadounidense llamado G.N. Lewis.
Símbolo = representa el núcleo atómico y
los electrones de niveles internos
Puntos= representan los electrones de valencia
ElementoNo.
atómicoConfiguración
electrónicaEstructuras de
Lewis
Litio 3 1s22s1 Li
Berilio 4 1s22s2 Be
Boro 5 1s22s22p1 B
Carbono 6 1s22s22p2 C
TareaEscribe el diagrama de orbital, la configuración
electrónica, la configuración electrónica en notación de gas noble y las estructuras de Lewis
para los siguientes elementos:Magnesio
AzufreBromoRubidio
TalioXenónSelenioSilicio Calcio Yodo
