Embed Size (px)
DESCRIPTION
numeros cuanticos
Citation preview
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
MODELO ATOMICO DE BOHR.
La estructura electrónica de un átomo describe las energías y la disposición de los electrones
alrededor del átomo. Gran parte de lo que se conoce acerca de la estructura electrónica de los
átomos se averiguó observando la interacción de la radiación electromagnética con la materia.
Sabemos que el espectro de un elemento químico es característico de éste y que del análisis
espectroscópico de una muestra puede deducirse su composición.
El origen de los espectros era desconocido hasta que la teoría atómica asoció la emisión de
radiación por parte de los átomos con el comportamiento de los electrones, en concreto con la
distancia a la que éstos se encuentran del núcleo.
El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), propuso un nuevo modelo atómico
que se basa en tres postulados:
Primer Postulado:
Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estacionarias sin emitir energía
Segundo Postulado:
Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en aquellas órbitas para las cuales el
momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2p.
siendo "h" la constante de Planck, m la masa del electrón, v su velocidad, r el radio de la órbita y n
un número entero (n=1, 2, 3, ...) llamado número cuántico principal, que vale 1 para la primera
órbita, 2 para la segunda, etc.
Tercer postulado:
Cuando un electrón pasa de una órbita externa a una más interna, la diferencia de energía entre
ambas órbitas se emite en forma de radiación electromagnética.
Mientras el electrón se mueve en cualquiera de esas órbitas no radia energía, sólo lo hace cuando
cambia de órbita. Si pasa de una órbita externa (de mayor energía) a otra más interna (de menor
energía) emite energía, y la absorbe cuando pasa de una órbita interna a otra más externa. Por
tanto, la energía absorbida o emitida será:
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
En resumen podemos decir que los electrones se disponen en diversas órbitas circulares
que determinan diferentes niveles de energía.
MODELO ATOMICO CUANTICO
El modelo cuántico es el modelo atómico más actualizado y el que se considera más exacto. Es un
modelo matemático muy complejo que se basa en la ecuación de Schrodinger. En este modelo se
sigue considerando que en el átomo hay un núcleo central formado por protones (+) y neutrones; y
alrededor de este núcleo se mueven los electrones (-). Pero los electrones no se mueven en
órbitas como postulaba el modelo de Bohr, sino en un esquema más complicado que se resume a
continuación:
En un átomo hay niveles que se designan con números: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
En cada nivel hay subniveles que se designan con letras: s, p, d, f.
El nivel 1 tiene subnivel s.
El nivel 2 tiene subniveles s, p.
El nivel 3 tiene subniveles s, p, d.
El nivel 4 tiene subniveles s, p, d, f.
El nivel 5 tiene subniveles s, p, d, f.
El nivel 6 tiene subniveles s, p, d.
El nivel 7 tiene subniveles s, p.
En cada subnivel hay orbitales (no es lo mismo que órbitas).
Un subnivel s tiene 1 orbital.
Un subnivel p tiene 3 orbitales.
Un subnivel d tiene 5 orbitales.
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón
en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón.
En éste modelo los electrones giran en órbitas
circulares alrededor del núcleo; ocupando la órbita
de menor energía posible, o sea la órbita más
cercana posible al núcleo.
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
Un subnivel f tiene 7 orbitales.
En cada orbital van los electrones. Sólo puede haber un máximo de 2 electrones por cada orbital.
Por lo tanto:
Un subnivel s puede tener hasta 2 electrones.
Un subnivel p puede tener hasta 6 electrones.
Un subnivel d puede tener hasta 10 electrones.
Un subnivel f puede tener hasta 14 electrones.
Números cuánticos
Los números cuánticos son parámetros que describen el estado energético de un electrón y las
características de un orbital.
Los 3 primeros números cuánticos (principal, secundario, magnético) son obtenidos como
consecuencia de la resolución matemática de la ecuación de onda de Schrödinger, mientras que el
cuarto número cuántico (spin magnético) lo introdujo Paul Dirac en 1928, reformulando la ecuación
de onda.
Los principios que sustenta la teoría de la mecánica-cuántica son: principio de dualidad onda-
partícula para el electrón y principio de incertidumbre de Heisenberg el cual señala que no se
puede determinar el momento y lugar a la vez de la posición de un electrón, sin embargo es posible
determinar la región más probable donde se puede encontrar (orbital).
Veamos los números cuánticos:
Principio de exclusión de Pauli
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
El principio de exclusión de Pauli: establece que no es posible que dos electrones de un átomo
tengan los mismos cuatro números cuánticos iguales. Esto implica que en un mismo orbital atómico
sólo pueden coexistir dos electrones con espines opuestos.
Regla de Hund
Establece que en los orbitales de un mismo subnivel energético, al integrarse el par de electrones
en cada orbital, primero se ubican los que tienen un giro positivo, es decir, espín paralelo, antes de
ser ocupados por electrones de con espín (giro negativo).
Ejemplo: el oxígeno es el elemento con número 8, la distribución de los electrones mediante
configuración electrónica y diagrama energético se representa de la siguiente manera
Principio de Aufbau
El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación
de electrones en los orbitales de un átomo. El modelo, formulado por el físico Niels Bohr, recibió el
nombre de Aufbau.
Los orbitales se 'llenan' respetando la regla de Hund, que dice que ningún orbital puede tener
dos orientaciones del giro del electrón sin antes de que los restantes números cuánticos
magnéticos de la misma subcapa tengan al menos uno. Se comienza con el orbital de menor
energía.
Primero debe llenarse el orbital 1s (hasta un máximo de dos electrones), esto de acuerdo con el
número cuántico.
Seguido se llena el orbital 2s (también con dos electrones como máximo).
La subcapa 2p tiene tres orbitales degenerados en energía denominados, según su posición
tridimensional, 2px, 2py, 2pz. Así, los tres orbitales 2p puede llenarse hasta con seis electrones, dos
en cada uno. De nuevo, de acuerdo con la regla de Hund, deben tener todos por lo menos un
electrón antes de que alguno llegue a tener dos.
Y así, sucesivamente:
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s2
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
El principio de exclusión de Pauli nos advierte, además, que ningún electrón en un átomo puede
tener la misma combinación de números cuánticos como descripción de su estado energético con
macromoléculas de hidrógeno, sin embargo se planteó que el átomo era una partícula que no
existió ya que no hay correlación con el mismo y viceversa.
Tabla periódica
está constituida por siete filas horizontales de elementos llamados periodos, y diez y ocho filas
verticales conocidas como grupos o familias; en la versión aprobada por la Unión Internacional de
Química Pura y Aplicada (IUPAC) se enumeran del 1 al 18. Cada elemento se identifica con el
símbolo correspondiente, acompañado del número atómico, la masa atómica, el o los números de
oxidación, la electronegatividad y otra información adicional
Clase
En forma general, los elementos se observan agrupados con el subnivel en que termina su
configuración electrónica, en cuatro bloques que se consideran como clases, las cuales son: S,P,D
Y F
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
F
PD
S
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
Grupo y subgrupos
La colocación de los elementos en columnas o filas verticales en la tabla periódica, constituyen los
grupos o familias, las cuales se identifican con números romanos acompañados dela letra A o B y
que se puede determinar a partir de la configuración electrónica correspondiente
Familia de elementos representativos
Grupo I-A familia de los metales alcalinos
Grupo II-A familia de metales alcalinotérreos
Grupo II-A familia del boro
Grupo IV-A familia del carbono
Grupo V-A familia del nitrógeno
Grupo VI-A familia del oxígeno o calcógenos
Grupo VII-A familia de los halógenos
Grupo VIII-A familia de los gases nobles
Características de los metales y no metales.
Metales
Tienen un lustre brillante; diversos colores, pero casi todos son plateados.Los sólidos son maleables y dúctilesBuenos conductores del calor y la electricidadCasi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.Tienden a formar cationes en solución acuosa.
Las capas externas contienen poco electrones habitualmente tres o menos.
No metales
No tienen lustre; diversos colores.
Los sólidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos.Malos conductores del calor y la electricidadLa mayor parte de los óxidos no metálicos son sustancias moleculares que forman soluciones ácidasTienden a formar aniones u oxianiones en solución acuosa.
Las capas externas contienen cuatro o más electrones*.
Propiedades periódicas
Radio atómico: esta propiedad periódica se realiza en el seno de un medio que lo permita, esto es un elemento libre, o sobre una sustancia que presenten un enlace tipo covalente, mediante procedimientos que involucran rayos x y la técnica de espectroscopia.Se puede predecir en orden ascendente un mismo periodo, de derecha a izquierda, y en mismo grupo, de arriba hacia abajo. Lo anterior es debido a que ,el número atómico aumenta y por ende el número de niveles de energía dentro de los cuales se distribuye en un momento dado los electrones de valencia se alejan más del núcleo
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
Energía de ionización
Cuando un átomo gaseoso y aislado en estado basal, se le suministra la suficiente
cantidad de energía, se puede lograr la separación completa del o de los
electrones más débiles unidos por la baja atracción de la carga positiva del núcleo
atómico, y debido a la distancia de separación con este, dado como resultado la
formación de cationes o iones positivos. A dicha energía se le conoce como
energía de ionización, la cual se mide en electro-volts.
La podemos predecir en orden ascendente en un mismo periodo, de izquierda a
derecha ya que al aumentar el número atómico así lo hace la atracción entre lo
último electrones y los protones del núcleo atómico, y de un mismo grupo, de
abajo hacia arriba, ya que va disminuyendo el número atómico, disminuyendo la
distancia entre los electrones externos y el núcleo. Por tanto los protones en el los
atraen con mayor fuerza.
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA (ZACATENCO)
Afinidad electrónica
Cuando un átomo gaseoso y neutro de estado mínimo de energía (estado basal), se le añade uno
o más electrones , se presentan un desprendimiento de energía, conocido como afinidad
electrónica, obteniendo como resultado la formación de aniones.
Electronegatividad
Es la propiedad que tiene un átomo para atraer los electrones de enlace que comparte con otro
átomo.
La podemos predecir en orden ascendente en un mis periodo, de izquierda a derecha y en un
mismo grupo, de abajo hacia arriba
NOMBRE: ADAN OMAR RODRIGUEZ REYES FECHA: 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 GRUPO: 1EM6
