Estructura de la Materia configuración electrónica pdf

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Estructura de la Materia Configuración Electrónica

Bibliografía principal Whitthen Davis Peck Química Consultas en cualquier bibliografía de Química General Atkins, Brown, Whitten, Chang y otros

Repasemos las partes que constituyen un átomo

Configuración electrónica Configuración electrónica indica qué orbitales forman los eléctrones con ciertos números cuánticos Principio de Pauli “en un átomo no puede haber dos electrones con los 4 números cuánticos iguales”. Regla de Hund “cuando se disponen de electrones con números cuantico similares para una subcapa (orbital) incompleto, la configuración más estable es aquella que tiene el mayor número de e- desapareados”.

¿Qué es un Orbital?

Orbital atómico: volumen en el espacio donde es probable encontrar un electrón con determinada energía. Es la función de onda del electrón de un átomo Un orbital atómico, tiene una energía característica y una distribución característica de la densidad electrónica en el espacio, lo que le da su forma característica.

La ecuación de Schrödinger 

Al resolver matemáticamente esta ecuación se obtienen distintas soluciones (estados del sistema).



Para el átomo de hidrógeno existen infinitas soluciones de la ecuación de onda (infinitos estados o estados electrónicos del sistema).



Cada estado electrónico está caracterizado por 4 números, los números cuánticos:



n, l, ml, ms

Números cuánticos •n: principal 1, 2, 3,..., . (energia)

Orbital

•l: azimutal 0, 1,..., n-1. (forma y tipo ) •ml: magnético –l, -l+1,..., l-1, l (cantidad y orientación) •ms: spin –1/2, +1/2. (giro del eléctron)

Número cuántico magnético de espín (ms) “spin” significa girar sobre si mismo. Hay dos posibilidades de giro del electrón, en sentido horario o en sentido antihorario, exactamente a la misma velocidad. El espín de un electrón se indica con una flecha () para indicar el giro en sentido horario ( ) para indicar el giro en sentido antihorario. Estos dos estados se distinguen mediante un cuarto número cuántico, el número cuántico magnético de espín (ms). ms = +1/2 y -1/2. Estos valores no dependen de los valores de n, ℓ o mℓ

Si dos electrones tienen el mismo valor de ms, se dice que tienen los espines paralelos. Si los valores de ms difieren, se dice que están apareados

Notación de la Configuración Electrónica La estructura electrónica de un átomo se indica mediante su configuración electrónica. La configuración electrónica muestra una lista de todos los orbitales ocupados indicando el número de electrones que cada uno contiene . expresa que hay 1 e- en el subnivel 1s 1H

1S 1

expresa que n = 1 expresa que

Se lee “uno ese uno”

 =0

CAPACIDAD DE NIVELES, SUBNIVELES Y ORBITALES. Cada nivel principal de número cuántico n, tiene un total de n subniveles. Cada subnivel de número cuántico ℓ tiene un total de (2ℓ +1) orbitales. Cada orbital puede tener hasta dos electrones con espines opuestos. Un subnivel puede alojar 2 (2ℓ +1) electrones. Un nivel puede tener en total 2n2 electrones

Orbitales s (l=0) y ml (0) s (l=0)

Orbitales p (l=1) y ml (-1; 0; 1)

Orbitales d (l=2) y ml (-2;-1; 0; 1;2)

Orbitales “f” (l=3) y ml (-3;-2;-1; 0; 1;2;3)

La energía menor de todas las posibles corresponde al valor de n = 1; este estado recibe el nombre de estado fundamental del átomo. En el estado fundamental (n= 1) un electrón está lo más cerca posible del núcleo. Todas las capas excepto la primera, se dividen en subcapas o subniveles

1 E   2.18  10 J  n  18

2

Regla de las diagonales por energía creciente Orden de llenado (Principio Aufbau) de los orbitales atómicos.

Dos reglas generales nos ayudan a predecir configuraciones electrónicas: 1. Los electrones se asignan a orbitales según el orden creciente de n+l. 2. En las subcapas (orbitales) con el mismo valor de n+l los electrones se asignan primero a la subcapa con menor valor de n. Ej: s antes que p.

Ejercicio 18- Complete la siguiente información: a) b) c) d) e)

La cantidad máxima de electrones en un orbital d es:____10________ La cantidad de orbitales p de un determinado subnivel es: __3________ La cantidad máxima de electrones no apareado en un subnivel p:___3___ Represente dos electrones paralelos: ________ Represente dos electrones de sentido de giro opuesto: ________

Ejercicio 21- Realice la distribución electrónica por niveles y subniveles de energía de: a) El elemento potasio en estado fundamental. b) El elemento sodio en un estado excitado probable. c) El elemento aluminio en su estado catiónico d) El elemento cloro en su estado aniónico

a) El elemento potasio en estado fundamental. Z del K= 19

1S2 2S2 2p6 3S2 3p6 4S1

b) El elemento sodio en un estado excitado probable. --------------------------------------------c) El elemento aluminio en su estado catiónico Z del Al= 13 e pero Al+3 ( catión) tiene 10 e ya que perdió 3 e

(1S2 2S2 2p6 )

d) El elemento cloro en su estado aniónico en este caso como es un anión gana e si el Cl tiene 17 e su ion tiene 18 e y su configuración será: 1S2 2S2 2p6 3S2 3p6

23- Escribir un conjunto aceptable de cuatro números cuánticos que describan a cada electrón de un átomo de Flúor. 2

2

5

Z del F= 9 e , si su configuración Electrónica es : 1S 2S 2p Si, por ejemplo, queremos encontrar los N° cuánticos para el e n° 5 e n°5

**

2 Px -1

**

**

2 py 0

2 pz +1

* ml

2S2

**

1S2

Los cuatro números cuánticos del electrón 5 Será: n= 2 ; L = 1, ml= -1, Ms= +½ Ahora Uds busquen los conjuntos de números cuánticos para los otros e del F.

Algunos ejemplos de Configuración electrónica y Diagrama de Energía

Diamagnetismo y Paramagnetismo Sustancias

Sustancias diamagnéticas:

paramagnéticas:

son levemente repelidas por

son

un imán, los efectos

levemente atraías por

un imán, porque tienen

magnéticos se cancelan porque

electrones no apareados.

sus electrones están

Proponer Ejemplos

apareados. Proponer Ejemplos

Resumen 

Louis de Broglie propuso que todas las partículas podrían ser

tratadas como ondas de materia con una longitud de onda λ, dada por la siguiente ecuación: λ=mvh 

Erwin Schrödinger propuso el modelo mecánico cuántico del átomo,

el cual trata a los electrones como ondas de materia. 

La ecuación de Schrödinger, se puede resolver para obtener una

serie de funciones de onda psi ψ, cada una de las cuales está asociada con una energía de enlace electrónica, E. 

El cuadrado de la función de onda, ψ2 representa la probabilidad de

encontrar

un

electrón

átomo.(ORBITAL)

en

una

región

dada

dentro

del



El principio de incertidumbre de Heisenberg afirma que no podemos conocer tanto la energía como la posición de un electrón. Por lo tanto, a medida que sabemos con mayor precisión la posición del electrón, sabemos

menos

sobre

su

energía,

y

viceversa.

Los electrones tienen una propiedad intrínseca llamada espín, y un electrón puede tener uno de dos posibles valores de espín: espín arriba o espín abajo. 

Cualesquiera dos electrones que ocupen el mismo orbital deben tener espines opuestos.

FUENTE: KHAN

ACADEMY

https://es.khanacademy.org/science/chemistry/electronic-

structure-of-atoms LIBRO WHITTEN, DAVIS: QUÍMICA OCTAVA EDICIÓN. CENGAGE LEARNING. LIBRO CHANG: QUÍMICA. SEXTA EDICIÓN. MC GRAW HILL

Muchas gracias!!!!! POR TU ATENCION CONTINUAREMOS EN LA PRÓXIMA CLASE