Estaré enviando a ustedes vía whatsapp el link de la clase en línea para explicar las dudas acerca de esta temática, la plataforma sugerida para dicha clase es zoom.
la clase en línea esta programada para el día MARTES 19 de mayo.
les envío un fuerte abrazo, espero que todos se encuentren bien.
ORBITALES ATÓMICOS
Los electrones son partículas subatómicas que orbitan alrededor del núcleo. Sin embargo, contrariamente al modelo de Bohr no lo hacen siguiendo trayectorias circulares. Los electrones se mueven irregularmente por espacios llamados orbitales, que se agrupan por niveles de energía (o capas). Los electrones se sitúan alrededor del núcleo eN niveles de energía, o capas. Estas capas son similares a una escalera, en la que son posibles unos niveles de energía concretos y no los valores intermedios. Las capas más altas se corresponden con niveles más altos de energía. Cada capa contiene uno o más orbitales de diferentes tipos.
Un orbital puede representar la posición independiente del tiempo de un electrón en una molécula, en cuyo caso se denomina orbital molecular. La combinación de todos los orbitales atómicos dan lugar a la corteza electrónica, representada por el modelo de capas, el cual se ajusta a cada elemento químico según la configuración electrónica correspondiente.
TIPOS DE ORBITALES
Hay cuatro tipos básicos de orbitales: s, p, d y f. En cualquier nivel, no puede haber más que un conjunto de cada tipo de orbital, y estos conjuntos son más amplios en los niveles de mayor energía. Los electrones se van colocando en estos orbitales, hasta un máximo de dos por orbital, empezando por los niveles más bajos.
los orbitales atómicos es el lugar en donde tenemos una mayor probabilidad de encontrar al menos un electrón, esta definición parte de la ecuación planteada por Erwin Schrödinger.
Configuración Electrónica y Clasificación Periódica de los
Elementos
Vimos
que los cuatro números cuánticos, permiten identificar completamente un
electrón, en cualquier orbital de cualquier átomo. Se puede emplear el
concepto de orbital atómico para describir las estructuras electrónicas basado
en el átomo de hidrógeno. Estas estructuras electrónicas son la clave de la
organización de la tabla periódica, de las propiedades periódicas de los elementos
y de la capacidad de los átomos para formar enlaces químicos.
Hay distintas maneras de mostrar la distribución de los electrones
entre los niveles, subniveles y orbítales. 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. Permite conocer el número de electrones en cada
nivel principal y subnivel. El conocimiento de las configuraciones electrónicas
ayuda a entender y predecir las
propiedades de los elementos.
Ejemplo 1H expresa que hay 1 e-
en el subnivel 1s expresa que n = 1 1S1
expresa que l = 0
Se lee “uno ese
uno”
Consideremos las
configuraciones electrónicas de átomos con mas de un electrón:
Para encontrar la
configuración electrónica de cualquier átomo, a medida que Z aumenta en una
unidad, los electrones se agregan de a uno a los orbitales, simultáneamente con
el agregado de uno en uno de protones en el núcleo y siempre ocupando el
nivel de menor energía. Este principio se conoce como principio
de Aufbau (Aufbau en alemán significa construcción) del sistema
periódico. Para saber el orden en que se llenan los subniveles, hay una regla
sencilla. Se llenan primero, aquel subnivel que tenga la suma (n+l)
más baja.
Subnivel 4s (n
= 4, l = 0; 4+0 = 4) se llena
antes que Subnivel 3d (n = 3, l = 2; 3+2 = 5)
Cuando (n+l) da el mismo valor para dos
subniveles, se llenará primero aquel que tenga menor valor de n.
3d (3+2=5) se llena antes que 4p (4+1=5)
Con esta regla, podemos escribir las configuraciones electrónicas de
los elementos.
1H : 1s1
2He : 1s2
3Li : 1s2
2s1
4Be: 1s2
2s2
5B : 1s2 2s2 2p1
Cuando llegamos al
carbono ¿dónde se ubica el sexto electrón? ¿Se aparea con uno de los orbitales
2p ya llenos o se coloca en un orbital 2p diferente? (Recordar que hay tres
orbitales 2p diferentes en dicho subnivel)
6C: 1s2
2s2 2p2
7N: 1s2 2s2 2p3
8O: 1s2 2s2 2p4
9F: 1s2 2s2
2p5
10Ne: 1s2 2s2
2p6
Si representamos con flechas fl el espín del electrón, estamos empleando el diagrama
orbital,
que indica la
distribución de los electrones dentro de los orbítales. electrón
con ms = +1/2 se representa con la flecha hacia arriba y con ms = -1/2 se representa con la flecha hacia abajo.
La Regla
de Hund, se puede aplicar a átomos, iones o moléculas, establece que:
Los electrones
deben ocupar todos los orbítales de un subnivel dado en forma individual, antes
que se inicie el apareamiento . Dicho de otro modo. La distribución más estable
de electrones en los subniveles será aquella que tenga el mayor número de
espines paralelos. En nuestro caso el diagrama c)
La
regla de Hund, está probablemente asociada con los efectos de repulsión entre
los electrones. Hay mayor repulsión electrónica cuando los dos electrones están
en el mismo orbital que cuando están en orbítales separados.
Un subnivel semillero tiene asociado una estabilidad
adicional, como sucede en el 7N.
N: 1s2 2s2 2p 1 2p 1 2p 1 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
7 x y z 1s 2s 2px py pz
La configuración
electrónica de los gases nobles, con subniveles completos, es más estable.
EJEMPLOS:
8OXIGENO (O): 1s2 2s2 2p4 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s 2px py pz
9FLUOR (F): 1s2 2s2 2p5 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
1s 2s 2px py pz
10NEON (Ne): 1s2 2s2 2p6
1s 2s 2px py pz
ACTIVIDAD
- realizar la configuración electronica de los siguientes elementos:
|
Elemento
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Configuración Electrónica
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||
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Nombre
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Símbolo
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Z
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Li
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Na
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K
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Rb
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Ca
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Cr
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Fe
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Cu
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Zn
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- Gracias al trabajo dedicado y responsable de muchos científicos, actualmente se cuenta con una gran cantidad de conocimientos sobre la estructura de la materia. Ello ha permitido que la Química se desarrolle de una manera increíble. En sus investigaciones, tanto físicos como químicos descubrieron la enorme cantidad de energía disponible en los núcleos atómicos y empezaron a trabajar en sus aplicaciones. Algunas de ellas, como las armas nucleares, tienen efectos nefastos, pero otras son beneficiosas. Por ejemplo, ayudan a curar enfermedades como el cáncer y son una importante fuente de energía para mover máquinas, vehículos y generar electricidad.¿Cuál es la importancia de conocer la estructura interna del átomo en el mundo actual?
REFERENCIAS
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