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Estructura de la Estructura de la materia materia Unidad 6 Unidad 6

61 estructura.de.la.materia

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Estructura de la Estructura de la materiamateria

Unidad 6 Unidad 6

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Contenidos (1)Contenidos (1)

1.- 1.- Revisión histórica de los primeros Revisión histórica de los primeros modelos atómicos.modelos atómicos.

2.-2.-  Radiación electromagnética y Radiación electromagnética y espectros atómicos.espectros atómicos.2.1.2.1.  Series espectrales.Series espectrales.

3.-3.-   Orígenes de la teoría cuántica. Orígenes de la teoría cuántica.3.1.3.1.    Hipótesis de Planck. Hipótesis de Planck.

3.2.3.2. Efecto fotoeléctrico. Teoría corpuscular. Efecto fotoeléctrico. Teoría corpuscular.

4.-4.-     Modelo atómico de Bohr.Modelo atómico de Bohr.

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Contenidos (2)Contenidos (2)5.-5.-      Principios de la mecánica cuántica.Principios de la mecánica cuántica.

5.1.5.1. Dualidad onda-corpúsculo (De Broglie).Dualidad onda-corpúsculo (De Broglie).

5.2.5.2.  Principio de incertidumbre (Heisenberg).Principio de incertidumbre (Heisenberg).

5.3.5.3.  Orbitales atómicos.Orbitales atómicos.

6.-6.-     Modelo cuántico para el átomo de Modelo cuántico para el átomo de hidrógeno.hidrógeno.  Números cuánticos.Números cuánticos.

7.-7.-  Configuraciones electrónicas.Configuraciones electrónicas.7.1.7.1.  Principio de mínima energía (aufbau)Principio de mínima energía (aufbau)

7.2.7.2.  Regla de Hund yRegla de Hund y Principio de exclusión Principio de exclusión de Pauli.de Pauli.

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4

Contenidos (3)Contenidos (3)

8. Sistema periódico de Mendeleiev. La tabla 8. Sistema periódico de Mendeleiev. La tabla periódica actual.periódica actual.

9. Carga nuclear efectiva y reactividad.9. Carga nuclear efectiva y reactividad.

10.- Propiedades periódicas:10.- Propiedades periódicas:

1010.1. Tamaño de los átomos. Radios atómicos .1. Tamaño de los átomos. Radios atómicos e iónicose iónicos

10.2. Energía de ionización. 10.2. Energía de ionización.

10.3. Afinidad electrónica. 10.3. Afinidad electrónica.

10.4. Electronegatividad y carácter metálico.10.4. Electronegatividad y carácter metálico.

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5Rayos catódicos.Rayos catódicos. Modelo de Thomson. Modelo de Thomson.

Los rayos catódicos confirmaron la Los rayos catódicos confirmaron la existencia de electrones en los existencia de electrones en los átomos.átomos.

REPASO

REPASO

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6 Experimento y modelo Experimento y modelo

de Rutherford.de Rutherford.

Modelo atómico de RutherfordModelo atómico de Rutherford

REPASO

REPASO

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7La radiaciónLa radiación

electromagnética.electromagnética. Una onda electromagnética consiste en la Una onda electromagnética consiste en la

oscilación de un campo eléctrico y otro oscilación de un campo eléctrico y otro magnético en direcciones magnético en direcciones perpendiculares, entre sí, y a su vez, perpendiculares, entre sí, y a su vez, perpendiculares ambos a la dirección de perpendiculares ambos a la dirección de propagación.propagación.

Viene determinada por su frecuencia “Viene determinada por su frecuencia “” ” o por su longitud de onda “o por su longitud de onda “”, ”, relacionadas entre sí por:relacionadas entre sí por:

c

REPASO

REPASO

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8Espectro Espectro

electromagnéticoelectromagnéticoEs el conjunto de todas las radiaciones Es el conjunto de todas las radiaciones electro-magnéticas electro-magnéticas desde muy desde muy bajas longitu-bajas longitu-des de ondas des de ondas (rayos (rayos 1010–12 –12 mm) hasta) hasta kilómetros kilómetros(ondas de (ondas de radio) radio)

Tipos de radiacionesTipos de radiacioneselectromagnéticas según electromagnéticas según ..

•• Rayos Rayos

•• Rayos XRayos X

•• Rayos UVRayos UV

•• RadiaciRadiacióón visible.n visible.

•• Rayos IRRayos IR

•• MicroondasMicroondas

•• Ondas de radioOndas de radio

• Ondas de radar• Ondas de TV.• Onda ultracorta• Onda corta.• Onda media.• Onda larga

REPASO

REPASO

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9

Espectros atómicos.Espectros atómicos. Cuando a los elementos en estado gaseoso se les Cuando a los elementos en estado gaseoso se les

suministra energía (descarga eléctrica, suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento...) éstos emiten radiaciones de calentamiento...) éstos emiten radiaciones de determinadas longitudes de onda. determinadas longitudes de onda.

Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el conjunto de las mismas es lo que se conoce como conjunto de las mismas es lo que se conoce como espectro de emisiónespectro de emisión..

Igualmente, si una luz continua atraviesa una Igualmente, si una luz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe unas determinadas sustancia, ésta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo (fondo continuo (espectro de absorciónespectro de absorción).).

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10Espectros de emisión y Espectros de emisión y absorciónabsorción

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11

Algunos espectros de Algunos espectros de emisiónemisión

PotasioPotasioLitioLitio

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12

Series espectralesSeries espectrales

Serie Serie BalmerBalmer: aparece en la zona : aparece en la zona visible del espectro.visible del espectro.

Serie Serie LymanLyman: aparece en la zona : aparece en la zona ultravioleta del espectro.ultravioleta del espectro.

Serie Serie PaschenPaschen Serie Serie BracketBracket Serie Serie PfundPfund

Aparecen en la zona infrarroja del espectro

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13Orígenes de la teoría Orígenes de la teoría

cuántica.cuántica. El modelo de Rutherford explica la penetrabilidad El modelo de Rutherford explica la penetrabilidad de determinadas partículas en la materia. de determinadas partículas en la materia.

Pero tiene algunos inconvenientes:Pero tiene algunos inconvenientes: No explica los espectros atómicos.No explica los espectros atómicos. La no emisión de energía por el giro de los electrones (se La no emisión de energía por el giro de los electrones (se

sabía que al girar partículas cargadas, éstas deberían sabía que al girar partículas cargadas, éstas deberían emitir energía en forma de radiación electromagnética, lo emitir energía en forma de radiación electromagnética, lo que conduciría a los electrones a “caer” hacia el núcleo que conduciría a los electrones a “caer” hacia el núcleo produciendo un colapso de los átomos). produciendo un colapso de los átomos).

Iba en contra de la estabilidad de los átomos.Iba en contra de la estabilidad de los átomos. Igualmente, las líneas espectrales deberían ser Igualmente, las líneas espectrales deberían ser

explicadas a partir de una nueva teoría atómica. explicadas a partir de una nueva teoría atómica.

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14Hipótesis de Plank.Hipótesis de Plank.Cuantización de la Cuantización de la

energía.energía. El estudio de las rayas espectrales permitió El estudio de las rayas espectrales permitió relacionar la emisión de radiaciones de relacionar la emisión de radiaciones de determinada “determinada “ ” con cambios energéticos ” con cambios energéticos asociados a saltos electrónicos.asociados a saltos electrónicos.

Plank supuso que la energía estaba cuantizada, Plank supuso que la energía estaba cuantizada, es decir, la energía absorbida o desprendida de es decir, la energía absorbida o desprendida de los átomos sería un múltiplo de una cantidad los átomos sería un múltiplo de una cantidad establecida o “cuanto”.establecida o “cuanto”.

Así, si un átomo emite radiación de frecuencia Así, si un átomo emite radiación de frecuencia ““”, la energía desprendida por dicho átomo ”, la energía desprendida por dicho átomo sería:sería:

hE

hE

hE

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15Hipótesis de Plank.Hipótesis de Plank.Cuantización de la Cuantización de la

energía. (cont)energía. (cont) Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según el número de átomos que de esta cantidad, según el número de átomos que emitan: emitan:

En donde h = 6,626 En donde h = 6,626 xx 1010–34 –34 JJ s (Constante de Plank) y n s (Constante de Plank) y n es un número entero (nº de átomos emisores), lo cual es un número entero (nº de átomos emisores), lo cual significa que la energía ganada o cedida por un átomo es un significa que la energía ganada o cedida por un átomo es un múltiplo de la cantidad de energía mínima (múltiplo de la cantidad de energía mínima (h h xx ). ).

Como el número de átomos es muy grande y la Como el número de átomos es muy grande y la constante “h” muy pequeña, en la práctica no se constante “h” muy pequeña, en la práctica no se aprecia esta cuantización, al igual que sucede con aprecia esta cuantización, al igual que sucede con la masa.la masa.

hE

hE n

hE

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16EjemploEjemplo:: ¿Puede un átomo ¿Puede un átomo absorber una radiación de 4,70 absorber una radiación de 4,70

xx1010-19-19 J? J?

En este caso En este caso no puede absorber no puede absorber 4,70 4,70 x x 1010-19-19 JJ por no ser un múltiplo por no ser un múltiplode 3,374 de 3,374 xx 10 10-19-19 JJ

h hc

E

-193,374 ×10 J 8

-34-7

3×106,626×10

5,89 ×10

m sJ s

m

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Efecto fotoeléctrico. Efecto fotoeléctrico.

Algunos metales emiten electrones al Algunos metales emiten electrones al incidir una determinada radiación sobre incidir una determinada radiación sobre ellos. ellos.

Este fenómeno es utilizado prácticamente Este fenómeno es utilizado prácticamente para cerrar un circuito que, por ejemplo, para cerrar un circuito que, por ejemplo, abra las puertas de un ascensor…abra las puertas de un ascensor…

Se sabe que la capacidad para emitir Se sabe que la capacidad para emitir electrones no depende de la intensidad de electrones no depende de la intensidad de la radiación sino únicamente de su la radiación sino únicamente de su frecuencia “frecuencia “”.”.

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Efecto fotoeléctrico. Efecto fotoeléctrico. Un haz muy luminoso de baja frecuencia Un haz muy luminoso de baja frecuencia

puede no producir ionización, mientras puede no producir ionización, mientras que uno mucho menos luminoso pero de que uno mucho menos luminoso pero de mayor frecuencia, si. mayor frecuencia, si.

http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/fisica/fisicaInteractiva/Ef_Fotoelectrico/TeoriaEF.htm

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Efecto fotoeléctrico. Efecto fotoeléctrico. La frecuencia mínima para extraer un electrón La frecuencia mínima para extraer un electrón

de un átomo (efecto fotoeléctrico) se denomina de un átomo (efecto fotoeléctrico) se denomina ““frecuencia umbralfrecuencia umbral “ “00”.”.

Einstein, aplicando la hipótesis de Plank, elaboró Einstein, aplicando la hipótesis de Plank, elaboró la la teoría corpuscularteoría corpuscular, en la que suponía que la , en la que suponía que la luz estaba formada por partículas (luz estaba formada por partículas (fotonesfotones) cuya ) cuya energía venía determinada por energía venía determinada por E = h E = h xx ..

Si dicha energía se igualaba o superaba a la Si dicha energía se igualaba o superaba a la energía de ionización se producía la ionización energía de ionización se producía la ionización del electrón.del electrón.

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20Efecto fotoeléctrico. Efecto fotoeléctrico. Teoría corpuscular. Teoría corpuscular.

Si se suministra una radiación de mayor frecuencia, el resto de la energía se transforma en Si se suministra una radiación de mayor frecuencia, el resto de la energía se transforma en energía cinética del electrón:energía cinética del electrón:

La frecuencia mínima para extraer un electrón de un átomo (efecto fotoeléctrico) se denomina La frecuencia mínima para extraer un electrón de un átomo (efecto fotoeléctrico) se denomina frecuencia umbralfrecuencia umbral “ “00”.”.

0ionizE

h

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Efecto fotoeléctrico. Efecto fotoeléctrico. Fotones con energía

insuficienteFotones con energía

suficiente

A mayor intensidad de luz manteniendo la frecuencia mayor número de electrones arrancados.

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Teoría corpuscular. Teoría corpuscular. Einstein, aplicando la hipótesis de Plank, Einstein, aplicando la hipótesis de Plank,

elaboró la elaboró la teoría corpuscularteoría corpuscular, en la que , en la que suponía que la luz estaba formada por suponía que la luz estaba formada por partículas (partículas (fotonesfotones) cuya energía venía ) cuya energía venía determinada por determinada por E = h E = h xx ..

Si dicha energía se igualaba o superaba a la Si dicha energía se igualaba o superaba a la energía de ionización se producía la ionización energía de ionización se producía la ionización del electrón.del electrón.

Si se suministra una radiación de mayor Si se suministra una radiación de mayor frecuencia, el resto de la energía se transforma frecuencia, el resto de la energía se transforma en energía cinética del electrón:en energía cinética del electrón:

20

1 h ( )

2cinética ionizE m v E h

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23EjemploEjemplo:: Calcula la energía de Calcula la energía de fotones de rayos X cuya longitud fotones de rayos X cuya longitud

de onda es de 0,6 nm.de onda es de 0,6 nm.(h = 6,625 (h = 6,625 xx 10 10–34–34 J s) J s)

E = h E = h xx = = 6,625 6,625 xx 10 10–34–34 J s J s xx 5 5 xx 10 101717 s s–1–1 = =

33,125 33,125 xx 10 10–17–17 JJ ==

3,3125 3,3125 xx 10 10–16–16 J J

817 1

9

3 105 10

0,6 10

c m ss

m

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24

Modelo de Bohr Modelo de Bohr Según el modelo de Rutherford, los Según el modelo de Rutherford, los

electrones, al girar alrededor del electrones, al girar alrededor del núcleo, deberían perder continuamente núcleo, deberían perder continuamente energía, y en consecuencia, se energía, y en consecuencia, se precipitarían al núcleo.precipitarían al núcleo.

Basa su teoría en dos hechos nuevos:Basa su teoría en dos hechos nuevos: Aparición del espectro del H.Aparición del espectro del H. Teoría cuántica de Plank.Teoría cuántica de Plank.

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25Postulados del modelo de Postulados del modelo de

Bohr.Bohr. ““Los electrones sólo pueden girar alrededor del Los electrones sólo pueden girar alrededor del

núcleo en ciertas órbitas permitidas en las que se núcleo en ciertas órbitas permitidas en las que se cumple que: cumple que: mm xx vv xx rr = = nn xx h / 2 h / 2” en donde ” en donde nn = 1, 2, 3, 4... (número cuántico principal) = 1, 2, 3, 4... (número cuántico principal)

““Los electrones al girar en estas órbitas no emiten Los electrones al girar en estas órbitas no emiten energía”.energía”.

““Cuando un átomo recibe energía los electrones Cuando un átomo recibe energía los electrones pasan a un nivel superior (estado excitado). pasan a un nivel superior (estado excitado). Posteriormente, cuando el electrón vuelve a su Posteriormente, cuando el electrón vuelve a su órbita, el átomo emite un fotón correspondiente a órbita, el átomo emite un fotón correspondiente a E E entre ambos niveles, de frecuencia o longitud de entre ambos niveles, de frecuencia o longitud de onda determinadas (onda determinadas (EE = h = h xx )”)”

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Niveles permitidos Niveles permitidos (para el átomo de hidrógeno)(para el átomo de hidrógeno)

n = 1 E = –21,76 · 10–19 J

n = 2 E = –5,43 · 10–19 J

n = 3 E = –2,42 · 10–19 J

En

ergí

a

n = 4 E = –1,36 · 10–19 Jn = 5 E = –0,87 · 10–19 Jn = E = 0 J

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27Espectros de emisión y Espectros de emisión y

absorciónabsorción Cuando un electrón salta a niveles de Cuando un electrón salta a niveles de

mayor energía (estado excitado) y cae mayor energía (estado excitado) y cae de nuevo a niveles de menor energía se de nuevo a niveles de menor energía se produce la emisión de un fotón de una produce la emisión de un fotón de una longitud de onda definida que aparece longitud de onda definida que aparece como una raya concreta en el como una raya concreta en el espectro espectro de emisión.de emisión.

Cuando irradia una sustancia con luz Cuando irradia una sustancia con luz blanca (radiación electromagnética blanca (radiación electromagnética continua) los electrones escogen las continua) los electrones escogen las radiaciones de este espectro continuo radiaciones de este espectro continuo para producir saltos a niveles para producir saltos a niveles superiores (estado excitado).superiores (estado excitado).

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28Espectros de emisión y Espectros de emisión y

absorciónabsorción La radiación electromagnética La radiación electromagnética

proveniente de la luz blanca después proveniente de la luz blanca después de pasar por la sustancia vemos que le de pasar por la sustancia vemos que le faltan una serie de líneas que faltan una serie de líneas que corresponden con saltos electrónicos corresponden con saltos electrónicos desde el estado fundamental al estado desde el estado fundamental al estado excitado. Es lo que se denomina un excitado. Es lo que se denomina un espectro de absorciónespectro de absorción..

Lógicamente las líneas del espectro de Lógicamente las líneas del espectro de emisión son las que faltan en el de emisión son las que faltan en el de absorción pues la energía para pasar absorción pues la energía para pasar de un nivel a otro es la misma suba o de un nivel a otro es la misma suba o baje el electrón. baje el electrón.

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Átomo en estado fundamental (situación inicial)

Átomo en estado fundamental (situación inicial)

Átomo en estado fundamental (situación final)

Átomo en estado fundamental (situación final)

Átomo en estado excitado (situación intermedia)

Átomo en estado excitado (situación intermedia)

SIMULACIÓNSIMULACIÓN

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30ExplicaciExplicación de las ón de las

seriesseriesespectraespectra

les les utilizandutilizand

o el o el modelo modelo de Bohrde Bohr

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31Principios básicos de la Principios básicos de la

mecánica cuánticamecánica cuántica Dualidad onda-corpúsculo:Dualidad onda-corpúsculo:

Formulado por De Broglie en 1924.Formulado por De Broglie en 1924. ““Cada partícula lleva asociada una onda”Cada partícula lleva asociada una onda”

Principio de incertidumbre:Principio de incertidumbre: Formulado por Heisenberg en 1927.Formulado por Heisenberg en 1927.

“Es imposible conocer simultáneamente “Es imposible conocer simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento la posición y la cantidad de movimiento de una partícula”:de una partícula”:

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32Dualidad onda-corpúsculoDualidad onda-corpúsculo

(De Broglie).(De Broglie). “ “Cada partícula lleva asociada una onda Cada partícula lleva asociada una onda

cuya longitud es: cuya longitud es:

Así, los electrones, cuya masa es muy Así, los electrones, cuya masa es muy pequeña, tienen un onda asociada pequeña, tienen un onda asociada apreciable de forma que, siendo “r” el apreciable de forma que, siendo “r” el radio de su órbita: 2 radio de su órbita: 2 r = n r = n , sien “n” un , sien “n” un número natural, de forma que sólo número natural, de forma que sólo algunas órbitas concretas estarían algunas órbitas concretas estarían permitidas.permitidas.

h

m v

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33Principio de incertidumbrePrincipio de incertidumbre

(Heisenberg).(Heisenberg). ““Es imposible conocer simultáneamente la Es imposible conocer simultáneamente la

posición y la cantidad de movimiento de una posición y la cantidad de movimiento de una partícula”partícula”

Así: Así:

siendo siendo xx la incertidumbre en la posición y la incertidumbre en la posición y pp la incertidumbre en la cantidad de movimiento.la incertidumbre en la cantidad de movimiento.

Se sustituye la idea de órbita por la de orbital, Se sustituye la idea de órbita por la de orbital, como zona en donde la probabilidad de como zona en donde la probabilidad de encontrar al electrón es máxima.encontrar al electrón es máxima.

hx · p

4

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34

Orbitales atómicos.Orbitales atómicos. Los electrones se sitúan en orbitales, los Los electrones se sitúan en orbitales, los

cuales tienen capacidad para situar dos de cuales tienen capacidad para situar dos de ellos:ellos:

1ª capa1ª capa: 1 orb. “s” (2 e: 1 orb. “s” (2 e––)) 2ª capa2ª capa: 1 orb. “s” (2 e: 1 orb. “s” (2 e––) + 3 orb. “p” (6 e) + 3 orb. “p” (6 e––) ) 3ª capa3ª capa: 1 orb. “s” (2 e: 1 orb. “s” (2 e––) + 3 orb. “p” (6 e) + 3 orb. “p” (6 e––))

5 orb. “d” (10 e 5 orb. “d” (10 e––) ) 4ª capa4ª capa: 1 orb. “s” (2 e: 1 orb. “s” (2 e––) + 3 orb. “p” (6 e) + 3 orb. “p” (6 e––))

5 orb. “d” (10 e 5 orb. “d” (10 e––) + 7 orb. “f” (14 e) + 7 orb. “f” (14 e––)) Y así sucesivamente…Y así sucesivamente…

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35

Orbitales atómicosOrbitales atómicos

Ed. ECIR Química 2º Bachillerato

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36Modelo mecano-cuántico Modelo mecano-cuántico

(para el átomo de (para el átomo de Hidrógeno)Hidrógeno) El modelo de Bohr indicaba posición y El modelo de Bohr indicaba posición y

velocidad de los electrones velocidad de los electrones (incompatible con principio de (incompatible con principio de incertidumbre de la mecánica cuántica).incertidumbre de la mecánica cuántica).

Schrödinger (1926) propuso una Schrödinger (1926) propuso una ecuación de onda para el electrón del ecuación de onda para el electrón del H, en cuyas soluciones (valores H, en cuyas soluciones (valores energéticos permitidos) aparecían energéticos permitidos) aparecían precisamente los números cuánticos n, l precisamente los números cuánticos n, l y m.y m.

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37Postulados del modelo Postulados del modelo

mecano-cuánticomecano-cuántico ““Los átomos sólo pueden existir en Los átomos sólo pueden existir en

determinados niveles energéticos”. determinados niveles energéticos”. ““El cambio de nivel energético se El cambio de nivel energético se

produce por absorción o emisión de un produce por absorción o emisión de un fotón de energía de manera que su fotón de energía de manera que su frecuencia viene determinada por: frecuencia viene determinada por: E = E = h ·h ·””..

““Los niveles energéticos Los niveles energéticos permitidospermitidos para para un átomo vienen determinados por los un átomo vienen determinados por los valores de los números cuánticos”. valores de los números cuánticos”.

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38

Números cuánticos.Números cuánticos.

Cada electrón viene determinado por 4 Cada electrón viene determinado por 4 números cuánticos: n, l, m y s (los tres números cuánticos: n, l, m y s (los tres primeros determinan cada orbital, y el primeros determinan cada orbital, y el cuarto “s” sirve para diferenciar a cada uno cuarto “s” sirve para diferenciar a cada uno de los dos ede los dos e– – que componen el mismo).que componen el mismo).

Los valores de éstos son los siguientes:Los valores de éstos son los siguientes: n = 1, 2, 3, 4, ... n = 1, 2, 3, 4, ... (nº de capa)(nº de capa) l = 0, 1, 2, ... (n – 1)l = 0, 1, 2, ... (n – 1) (tipo de orbirtal)(tipo de orbirtal) m = – l, ... , 0, ... Lm = – l, ... , 0, ... L (orientación orbital)(orientación orbital) s = – ½ , + ½s = – ½ , + ½ (spín)(spín)

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39

n l m s1s 1 0 0 1/22s 2 0 0 1/22p 2 1 –1,0,1 1/23s 3 0 0 1/23p 3 1 –1,0,1 1/23d 3 2 –2, –1,0,1,2 1/24s 4 0 0 1/24p 4 1 –1,0,1 1/24d 4 2 –2, –1,0,1,2 1/24f 4 3 –3,–2, –1,0,1,2,3 1/2

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40Ejemplo:Ejemplo: a) a) Establezca cuáles de las Establezca cuáles de las siguientes series de números cuánticos siguientes series de números cuánticos serían posibles y cuáles imposibles para serían posibles y cuáles imposibles para especificar el estado de un electrón; especificar el estado de un electrón; b)b) diga en que tipo de orbital atómico diga en que tipo de orbital atómico estarían situados los que son posiblesestarían situados los que son posibles

Imposible. (n < 1)Imposible. (n < 1) Imposible. (l = n)Imposible. (l = n) Posible. Orbital “1 s”Posible. Orbital “1 s” Imposible (m Imposible (m - -

1,0,1)1,0,1) Posible. Orbital “2 p”Posible. Orbital “2 p”

Series n l m s

I 0 0 0 +½

II 1 1 0 +½ III 1 0 0 –½ IV 2 1 –2 +½ V 2 1 –1 +½

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41Colocación de electrones Colocación de electrones en un diagrama de en un diagrama de

energía.energía.Se siguen los siguientes principios:Se siguen los siguientes principios: Principio de mínima energíaPrincipio de mínima energía

(aufbau)(aufbau) Principio de máxima Principio de máxima

multiplicidad (regla de Hund)multiplicidad (regla de Hund) Una vez colocados se cumple el Una vez colocados se cumple el

principio de exclusión de Pauli.principio de exclusión de Pauli.

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42Principio de mínima Principio de mínima

energía (aufbau)energía (aufbau) Los electrones se colocan siguiendo Los electrones se colocan siguiendo

el criterio de mínima energía.el criterio de mínima energía. Es decir se rellenan primero los Es decir se rellenan primero los

niveles con menor energía.niveles con menor energía. No se rellenan niveles superiores No se rellenan niveles superiores

hasta que no estén completos los hasta que no estén completos los niveles inferiores.niveles inferiores.

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43Principio de máxima Principio de máxima multiplicidad (regla de multiplicidad (regla de

Hund)Hund) Cuando un nivel electrónico tenga Cuando un nivel electrónico tenga

varios orbitales con la misma varios orbitales con la misma energía, los electrones se van energía, los electrones se van colocando desapareados en ese nivel colocando desapareados en ese nivel electrónico.electrónico.

No se coloca un segundo electrón en No se coloca un segundo electrón en uno de dichos orbitales hasta que uno de dichos orbitales hasta que todos los orbitales de dicho nivel todos los orbitales de dicho nivel isoenergético están semiocupados.isoenergético están semiocupados.

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44

Principio de exclusión Principio de exclusión de Pauli.de Pauli.

“ “No puede haber dos electrones con No puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos los cuatro números cuánticos iguales”iguales”

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45

1 s

2 s

3 s

2 p

3 p

4 fE

nerg

ía

4 s4 p 3 d

5 s

5 p4 d

6s

6 p5 d

n = 1; l = 0; m = 0; s = – ½n = 1; l = 0; m = 0; s = – ½n = 1; l = 0; m = 0; s = + ½n = 1; l = 0; m = 0; s = + ½n = 2; l = 0; m = 0; s = – ½n = 2; l = 0; m = 0; s = – ½n = 2; l = 0; m = 0; s = + ½n = 2; l = 0; m = 0; s = + ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = 0; s = – ½n = 2; l = 1; m = 0; s = – ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 2; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 2; l = 1; m = 0; s = + ½n = 2; l = 1; m = 0; s = + ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 2; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 0; m = 0; s = – ½n = 3; l = 0; m = 0; s = – ½n = 3; l = 0; m = 0; s = + ½n = 3; l = 0; m = 0; s = + ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = 0; s = – ½n = 3; l = 1; m = 0; s = – ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 1; m = 0; s = + ½n = 3; l = 1; m = 0; s = + ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 4; l = 0; m = 0; s = – ½n = 4; l = 0; m = 0; s = – ½n = 4; l = 0; m = 0; s = + ½n = 4; l = 0; m = 0; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = – ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 2; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = – 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = 0; s = + ½n = 3; l = 2; m = 0; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 1; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = + ½n = 3; l = 2; m = + 2; s = + ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½n = 4; l = 1; m = 0; s = – ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = – ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 4; l = 1; m = – 1; s = + ½n = 4; l = 1; m = 0; s = + ½n = 4; l = 1; m = 0; s = + ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = + ½n = 4; l = 1; m = + 1; s = + ½n = ; l = ; m = ; s = n = ; l = ; m = ; s =

Page 46: 61 estructura.de.la.materia

46Ejercicio:Ejercicio: a) a) Defina los diferentes números Defina los diferentes números cuánticos, indicando con qué letra se cuánticos, indicando con qué letra se representan y los valores que pueden tomar. representan y los valores que pueden tomar. b)b) Enuncie el principio de exclusión de Pauli. Enuncie el principio de exclusión de Pauli. c)c) A partir de los números cuánticos, deduzca A partir de los números cuánticos, deduzca el número máximo de electrones que pueden el número máximo de electrones que pueden tener los orbitales 3p y los orbitales 3d. tener los orbitales 3p y los orbitales 3d. d)d) Indique en qué orbitales se encuentran los Indique en qué orbitales se encuentran los electrones definidos por las siguientes electrones definidos por las siguientes combinacio-nes de números cuánticos:combinacio-nes de números cuánticos:(1,0,0,(1,0,0,½½ ) y (4,1,0,- ) y (4,1,0,-½½).).a)a) “n” (nº cuántico principal) es el nº de capa o nivel en la “n” (nº cuántico principal) es el nº de capa o nivel en la

que está situado el eque está situado el e––..“l” (nº cuántico secundario) representa el tipo de orbital: “l” (nº cuántico secundario) representa el tipo de orbital: s, p, d o f.s, p, d o f.“m” (nº cuántico magnético) indica la orientación “m” (nº cuántico magnético) indica la orientación espacial del orbital.espacial del orbital.“s” (spín) indica el sentido de giro del e“s” (spín) indica el sentido de giro del e––..

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47Ejercicio:Ejercicio: a)a) Defina los diferentes números Defina los diferentes números cuánticos, indicando con qué letra se cuánticos, indicando con qué letra se representan y los valores que pueden tomar. representan y los valores que pueden tomar. b)b) Enuncie el principio de exclusión de Pauli. Enuncie el principio de exclusión de Pauli. c)c) A partir de los números cuánticos, deduzca A partir de los números cuánticos, deduzca el número máximo de electrones que pueden el número máximo de electrones que pueden tener los orbitales 3p y los orbitales 3d. tener los orbitales 3p y los orbitales 3d. d)d)Indique en qué orbitales se encuentran los Indique en qué orbitales se encuentran los electrones definidos por las siguientes electrones definidos por las siguientes combinacio-nes de números cuánticos: combinacio-nes de números cuánticos: (1,0,0,(1,0,0,½½ ) y (4,1,0,- ) y (4,1,0,- ½½).).b) b) “No puede haber dos electrones con los cuatro “No puede haber dos electrones con los cuatro

números cuánticos iguales”números cuánticos iguales”

c) c) “3p” : n=3; l=1; m=–1,0,+1; “3p” : n=3; l=1; m=–1,0,+1; 3 orb. 3 orb. 6 e 6 e––.. “3d” : n=3; l=2; m=–2,– 1,0,+1,+2; “3d” : n=3; l=2; m=–2,– 1,0,+1,+2; 5 orb. 5 orb. 10 e 10 e––..

d) d) (1,0,0,1/2) (1,0,0,1/2) 1s ; 1s ; (4,1,0,1/2) (4,1,0,1/2) 4p (uno de los tres 4p (uno de los tres existentes 4pexistentes 4pyy por ejemplo) por ejemplo)

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48Clasificación de Clasificación de Mendeleiev Mendeleiev

La clasificación de Mendeleiev es la mas La clasificación de Mendeleiev es la mas conocida y elaborada de todas las primeras conocida y elaborada de todas las primeras clasificaciones periódicas.clasificaciones periódicas.

Clasificó lo 63 elementos conocidos hasta Clasificó lo 63 elementos conocidos hasta entonces utilizando el criterio de masa entonces utilizando el criterio de masa atómica usado hasta entonces.atómica usado hasta entonces.

Hasta bastantes años después no se definió Hasta bastantes años después no se definió el concepto de número atómico puesto que el concepto de número atómico puesto que no se habían descubierto los protones.no se habían descubierto los protones.

Dejaba espacios vacíos, que él consideró que Dejaba espacios vacíos, que él consideró que se trataba de elementos que aún no se se trataba de elementos que aún no se habían descubierto.habían descubierto.

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49Clasificación de Clasificación de Mendeleiev Mendeleiev

Así, predijo las propiedades de algunos de éstos, tales Así, predijo las propiedades de algunos de éstos, tales como el germanio (Ge).como el germanio (Ge).

En vida de Mendeleiev se descubrió el Ge que tenía las En vida de Mendeleiev se descubrió el Ge que tenía las propiedades previstaspropiedades previstas

Un inconveniente de la tabla de Mendeleiev era que Un inconveniente de la tabla de Mendeleiev era que algunos elementos tenía que colocarlos en desorden de algunos elementos tenía que colocarlos en desorden de masa atómica para que coincidieran las propiedades. masa atómica para que coincidieran las propiedades.

Él lo atribuyó a que las masas atómicas estaban mal Él lo atribuyó a que las masas atómicas estaban mal medidas. Así, por ejemplo, colocó el teluro (Te) antes medidas. Así, por ejemplo, colocó el teluro (Te) antes que el yodo (I) a pesar de que la masa atómica de éste que el yodo (I) a pesar de que la masa atómica de éste era menor que la de aquel. era menor que la de aquel.

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50La tabla periódica La tabla periódica actualactual

En 1913 Moseley ordenó los elementos En 1913 Moseley ordenó los elementos de la tabla periódica usando como de la tabla periódica usando como criterio de clasificación el número criterio de clasificación el número atómico. atómico.

Enunció la “ley periódica”: Enunció la “ley periódica”: "Si los "Si los elementos se colocan según aumenta elementos se colocan según aumenta su número atómico, se observa una su número atómico, se observa una variación periódica de sus variación periódica de sus propiedades físicas y químicas"propiedades físicas y químicas". .

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51La tabla periódica La tabla periódica actualactual

Hay una relación directa entre el último orbital Hay una relación directa entre el último orbital ocupado por un eocupado por un e–– de un átomo y su posición de un átomo y su posición en la tabla periódica y, por tanto, en su en la tabla periódica y, por tanto, en su reactividad química, fórmula estequiométrica reactividad química, fórmula estequiométrica de compuestos que forma...de compuestos que forma...

Se clasifica en cuatro bloques:Se clasifica en cuatro bloques: Bloque “s”: (A la izquierda de la tabla)Bloque “s”: (A la izquierda de la tabla) Bloque “p”: (A la derecha de la tabla)Bloque “p”: (A la derecha de la tabla) Bloque “d”: (En el centro de la tabla) Bloque “d”: (En el centro de la tabla) Bloque “f”: (En la parte inferior de la tabla)Bloque “f”: (En la parte inferior de la tabla)

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52Tipos de orbitales en Tipos de orbitales en la tabla periódicala tabla periódica

Bloque “s”

Bloque “p”

Bloque “d”

Bloque “f”

p1 p2 p3 p4 p5 p6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

s1 s2

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14

H He

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53

BloqueBloque GrupoGrupo NombresNombres Config. Electrón.Config. Electrón.

ss1122

AlcalinosAlcalinosAlcalino-térreosAlcalino-térreos

n sn s11

n sn s22

pp

131314141515161617171818

TérreosTérreosCarbonoideosCarbonoideosNitrogenoideosNitrogenoideosAnfígenosAnfígenosHalógenosHalógenosGases noblesGases nobles

n sn s22 p p11

n sn s22 p p22

n sn s22 p p33

n sn s22 p p44

n sn s22 p p55

n sn s22 p p66

dd 3-123-12 Elementos de transiciónElementos de transición n sn s22(n–1)d(n–1)d1-101-10

ffEl. de transición Interna El. de transición Interna (lantánidos y actínidos)(lantánidos y actínidos)

n sn s2 2 (n–1)d(n–1)d11(n–2)f(n–2)f1-141-14

GruposGrupos

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54Carga nuclear efectiva Carga nuclear efectiva (Z(Z**))

Es la carga real que mantiene unido a un eEs la carga real que mantiene unido a un e–– al al núcleo.núcleo.

Depende de:Depende de: Carga nuclear (Carga nuclear (ZZ)) Efecto pantalla (apantallamiento) (Efecto pantalla (apantallamiento) (aa) de e) de e––

interiores o repulsión electrónica. interiores o repulsión electrónica. Ambos efectos son contrapuestos:Ambos efectos son contrapuestos:

A mayor A mayor ZZ mayor mayor Z Z**.. A mayor apantallamiento menor A mayor apantallamiento menor ZZ**. .

Así consideraremos que: Así consideraremos que:

*Z Z a

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55Variación de ZVariación de Z* * en la en la tabla.tabla.

Crece hacia la derecha en los Crece hacia la derecha en los elementos de un mismo periodo.elementos de un mismo periodo. Debido al menor efecto pantalla de Debido al menor efecto pantalla de

los elos e–– de la última capa y al mayor Z. de la última capa y al mayor Z.

aumenta

Variación de Z+ en la Tabla periódica

Page 56: 61 estructura.de.la.materia

56Variación de ZVariación de Z* * en la en la tabla.tabla.

Varía poco al aumentar Z en los eVaría poco al aumentar Z en los e–– de valencia de un mismo grupo de valencia de un mismo grupo Aunque hay una mayor carga nuclear Aunque hay una mayor carga nuclear

también hay un mayor apantallamiento.también hay un mayor apantallamiento. Consideraremos que en la práctica Consideraremos que en la práctica

cada cada ee–– de capa interior de capa interior es capaz de es capaz de contrarrestar el efecto de un protón. contrarrestar el efecto de un protón.

Page 57: 61 estructura.de.la.materia

57Ejemplo:Ejemplo: Compara el efecto Compara el efecto

pantalla de:pantalla de:

a)a) Li y Na; Li y Na; b)b) Li y Be. Li y Be.

a)a) Z* Z* sobre el e sobre el e–– exterior del Li sería: 3 – 2 = 1, exterior del Li sería: 3 – 2 = 1, mientras que en el caso del Na sería: mientras que en el caso del Na sería: 11 – 10 = 1, es decir apenas varía.11 – 10 = 1, es decir apenas varía.

b)b) Z* sobre uno de los e Z* sobre uno de los e–– exteriores del Be exteriores del Be sería: 4 – (2 + 0,8) = 1,2 mientras que en el sería: 4 – (2 + 0,8) = 1,2 mientras que en el caso del Li era: 3 – 2 = 1.caso del Li era: 3 – 2 = 1.

NotaNota: el valor 0,8 de apantallamiento del e: el valor 0,8 de apantallamiento del e–– de la segunda capa es orientativo; lo impor-de la segunda capa es orientativo; lo impor-tante es que es un número inferior a 1.tante es que es un número inferior a 1.

57

Page 58: 61 estructura.de.la.materia

58Carga nuclear efectiva y Carga nuclear efectiva y reactividad.reactividad.

ZZ** junto con la distancia del e junto con la distancia del e–– al al núcleo (ley de Coulomb) son las núcleo (ley de Coulomb) son las responsables de la atracción que sufre responsables de la atracción que sufre el eel e–– y, por tanto, de la reactividad de y, por tanto, de la reactividad de los átomos. los átomos. Aumento en la Reactividad

Ga

ses

ine

rtes

METALESNO METALES

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59

Variación de la Variación de la reactividad reactividad

en la tabla periódica.en la tabla periódica.

Los metales serán tanto más reactivos Los metales serán tanto más reactivos cuando pierdan los ecuando pierdan los e–– con mayor facilidad con mayor facilidad Cuanto menor ZCuanto menor Z** y mayor distancia al núcleo. y mayor distancia al núcleo. El eEl e–– 4s 4s del K es más reactivo que el 3s del Na.del K es más reactivo que el 3s del Na.

Los no-metales serán más reactivos cuando Los no-metales serán más reactivos cuando los elos e–– que entran sean más atraídos que entran sean más atraídos A mayor ZA mayor Z** y menor distancia al núcleo. y menor distancia al núcleo. El eEl e– – que capture el F será más atraído que el que capture el F será más atraído que el

que capture el O o el Cl.que capture el O o el Cl.

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60

Propiedades periódicasPropiedades periódicas

Tamaño del átomoTamaño del átomo Radio atómico:Radio atómico:

Radio covalente (la mitad de la distancia de dos Radio covalente (la mitad de la distancia de dos átomos unidos mediante enlace covalente).átomos unidos mediante enlace covalente).

Radio metálico.Radio metálico. Radio iónicoRadio iónico

Energía de ionización.Energía de ionización. Afinidad electrónica.Afinidad electrónica. ElectronegatividadElectronegatividad Carácter metálico.Carácter metálico.

Page 61: 61 estructura.de.la.materia

61

Radio atómicoRadio atómico Se define como: “Se define como: “la mitad de la distancia de la mitad de la distancia de

dos átomos iguales que están enlazados dos átomos iguales que están enlazados entre sí”entre sí”..

Por dicha razón, se habla de radio Por dicha razón, se habla de radio covalentecovalente y de radio y de radio metálicometálico según sea el según sea el tipo de enlace por el que están unidos. tipo de enlace por el que están unidos.

Es decir, el radio de un mismo átomo Es decir, el radio de un mismo átomo depende del tipo de enlace que forme, e depende del tipo de enlace que forme, e incluso del tipo de red cristalina que incluso del tipo de red cristalina que formen los metales.formen los metales.

Page 62: 61 estructura.de.la.materia

62Variación del radio Variación del radio

atómicoatómico en un periodo en un periodo

En un mismo periodo En un mismo periodo disminuye al disminuye al aumentar la carga aumentar la carga nuclear efectiva nuclear efectiva (hacia la derecha).(hacia la derecha).

Es Es debido a que los debido a que los electrones de la electrones de la última capa estarán última capa estarán más fuertemente más fuertemente atraídos.atraídos.

Periodo 2

© Ed. Santillana. Química 2º Bachillerato.

Page 63: 61 estructura.de.la.materia

63Variación del radio Variación del radio

atómico atómico en un grupo.en un grupo.

En un grupo, el En un grupo, el radio aumenta al radio aumenta al aumentar el aumentar el periodo, pues periodo, pues existen más existen más capas de capas de electrones.electrones.

© Ed. Santillana. Química 2º Bachillerato.

Grupo 1

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64Aumento en el radio Aumento en el radio

atómicoatómico

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65

Radio iónicoRadio iónico Es el radio que tiene un átomo que ha perdido o ganado Es el radio que tiene un átomo que ha perdido o ganado

electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas electrones, adquiriendo la estructura electrónica del gas noble más cercano.noble más cercano.

Los Los cationescationes son menores que son menores que los átomos neutros por la mayorlos átomos neutros por la mayorcarga nuclear efectiva (menorcarga nuclear efectiva (menorapantallamiento o repulsión de eapantallamiento o repulsión de e).).

Los Los anionesaniones son mayores que son mayores que los átomos neutros por la dismi-los átomos neutros por la dismi-nución de la carga nuclear efecti-nución de la carga nuclear efecti-va (mayor apantallamiento o va (mayor apantallamiento o repulsión electrónica).repulsión electrónica).

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66

Comparación de radios Comparación de radios atómicos e iónicosatómicos e iónicos

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67

Ejemplo:Ejemplo: a)a) De las siguientes secuencias De las siguientes secuencias de de iones, razone cual se iones, razone cual se corresponde con la ordenación en corresponde con la ordenación en función de los radios iónicos: (I) Befunción de los radios iónicos: (I) Be2+2+ < < LiLi++ < F < F-- < N < N3-3-, (II) Li, (II) Li++ <Be <Be2+ 2+ < N < N3-3- < F < F--; ; b)b) Ordene de mayor a menor los radios de Ordene de mayor a menor los radios de los elementos de que proceden.los elementos de que proceden.aa) ) La secuencia I es la correcta ya que a igualdad de La secuencia I es la correcta ya que a igualdad de

electrones el Beelectrones el Be2+2+ tiene una mayor carga nuclear y por tiene una mayor carga nuclear y por tanto una mayor Ztanto una mayor Z* * que el Lique el Li++..

Igualmente, el NIgualmente, el N3–3– tiene el mismo nº de electrones que tiene el mismo nº de electrones que el Fel F–– pero es mayor por tener una menor Z pero es mayor por tener una menor Z** (menor (menor carga nuclear y mismo efecto pantalla por tener los carga nuclear y mismo efecto pantalla por tener los mismos electrones).mismos electrones).

bb) ) Li > Be > N > F. En el mismo periodo, el radio Li > Be > N > F. En el mismo periodo, el radio atómico disminuye hacia la derecha al haber una atómico disminuye hacia la derecha al haber una mayor Zmayor Z* * por aumentar más Z que el EP.por aumentar más Z que el EP.

Page 68: 61 estructura.de.la.materia

68Energía de ionización Energía de ionización

(EI) (potencial de (EI) (potencial de ionización)ionización)

““Es la energía necesaria para extraer un eEs la energía necesaria para extraer un e–– de un de un átomo gaseoso y formar un catión”.átomo gaseoso y formar un catión”.

Es siempre positiva (proceso endotérmico).Es siempre positiva (proceso endotérmico). Se habla de 1ª EISe habla de 1ª EI (EI(EI11), 2ª EI), 2ª EI (EI(EI22), ... según se trate ), ... según se trate

del primer, segundo, ... edel primer, segundo, ... e–– extraído. extraído. La EILa EI aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la

derecha en los periodos por aumentar Zderecha en los periodos por aumentar Z* * y disminuir y disminuir el radio.el radio.

La EILa EI de los gases nobles, al igual que la 2ª EI en los de los gases nobles, al igual que la 2ª EI en los metales alcalinos, es enorme.metales alcalinos, es enorme.

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69Esquema de variación Esquema de variación

de la Energía de de la Energía de ionización (EI).ionización (EI).

Aumento en la Energía de ionización

http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/conmarcos/graficos/ionizacion.jpg

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70Afinidad electrónica Afinidad electrónica (AE)(AE)

““Es la energía intercambiada cuando un átomo Es la energía intercambiada cuando un átomo gaseoso captura un egaseoso captura un e– – y forma un anión”.y forma un anión”.

Se suele medir por métodos indirectos.Se suele medir por métodos indirectos. Puede ser positiva o negativa aunque suele ser Puede ser positiva o negativa aunque suele ser

exotérmica. La 2ª AEexotérmica. La 2ª AE suele ser positiva. También suele ser positiva. También la 1ª de los gases nobles y metales alcalinotérreos.la 1ª de los gases nobles y metales alcalinotérreos.

Es mayor en los halógenos (crece en valor absoluto Es mayor en los halógenos (crece en valor absoluto hacia la derecha del S.P. y en un mismo grupo hacia la derecha del S.P. y en un mismo grupo hacia arriba por aumentar Zhacia arriba por aumentar Z* * y disminuir el radio).y disminuir el radio).

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71Electronegatividad y Electronegatividad y carácter metálicocarácter metálico

Son conceptos opuestos (a mayor Son conceptos opuestos (a mayor electronegatividad menor carácter metálico y electronegatividad menor carácter metálico y viceversa).viceversa).

Mide la tendencia de un átomo a a atraer los eMide la tendencia de un átomo a a atraer los e–– hacía sí.hacía sí.

Es un compendio entre EI y AE.Es un compendio entre EI y AE. Pauling estableció una escala de Pauling estableció una escala de

electronegatividades entre 0’7 (Fr) y 4 (F).electronegatividades entre 0’7 (Fr) y 4 (F). Aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la Aumenta hacia arriba en los grupos y hacia la

derecha en los periodos.derecha en los periodos.

Page 72: 61 estructura.de.la.materia

72Aumento de la Aumento de la

electronegatividad en la electronegatividad en la tabla periódicatabla periódica

Page 73: 61 estructura.de.la.materia

73Ejemplo:Ejemplo: Dados los elementos A y B de números Dados los elementos A y B de números atómicos 19 y 35 respectivamente: atómicos 19 y 35 respectivamente: a)a) Establezca la configuración electrónica de Establezca la configuración electrónica de cada uno de ellos. cada uno de ellos. b) b) Indique su situación en el Indique su situación en el sist. periódico. sist. periódico. c)c)Compare tres propiedades Compare tres propiedades periódicas de ambos elementos. periódicas de ambos elementos. d)d)Justifique el Justifique el tipo de enlace que producen al unirse.tipo de enlace que producen al unirse.

aa)) A (Z=19): 1s A (Z=19): 1s22 2s 2s22pp66 3s 3s22pp6 6 4s4s11

B (Z= 35): 1s B (Z= 35): 1s22 2s 2s22pp66 3s 3s22pp66dd10 10 4s4s22pp55

b) b) A (4sA (4s11) ) Grupo 1 (alcalinos) Grupo 1 (alcalinos) Periodo 4 Periodo 4 B B (4s(4s22pp55) Grupo 17 (halógenos) Periodo 4) Grupo 17 (halógenos) Periodo 4

c) c) Al estar en el mismo periodo sólo hay que ver la Al estar en el mismo periodo sólo hay que ver la variación de izquierda a derecha:variación de izquierda a derecha:radio atómico : A > B (el radio disminuye hacia la derecha)radio atómico : A > B (el radio disminuye hacia la derecha)EI: A < B (la EI aumenta hacia la derecha)EI: A < B (la EI aumenta hacia la derecha)Electroneg. : A < B (aumenta hacia la derecha)Electroneg. : A < B (aumenta hacia la derecha)

73

(Continúa)

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74

(Viene de la diapositiva anterior)(Viene de la diapositiva anterior)

dd) ) Al ser A un metal alcalino y B un no-metal Al ser A un metal alcalino y B un no-metal halógeno formarán un halógeno formarán un enlace iónicoenlace iónico ya que ya que A tenderá a ceder el electrón 4s con facilidad A tenderá a ceder el electrón 4s con facilidad (baja EI) y B tenderá a capturarlo (alta (baja EI) y B tenderá a capturarlo (alta ):):

A – 1 eA – 1 e– – A A+ + ;; B + 1 eB + 1 e– – B B – – Fórmula: AB Fórmula: AB (KBr)(KBr)

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75

Ejercicio:Ejercicio: Supuesto que se conocen los Supuesto que se conocen los números cuánticos "n", "1" y "m", que números cuánticos "n", "1" y "m", que definen el estado del último electrón que definen el estado del último electrón que forma parte de la corteza de un elemento forma parte de la corteza de un elemento E. Razone si puede saberse: E. Razone si puede saberse: a) a) Si será Si será oxidante o reductor; oxidante o reductor; b)b) Si es un metal o no Si es un metal o no metal; metal; c)c) Si será muy electronegativo; Si será muy electronegativo; d)d) Si Si su volumen atómico será elevado.su volumen atómico será elevado.

• Al saber los últimos nº cuánticos se podrá saber su último tipo de orbital en ser rellenado y , por tanto, posición aproximada en la tabla en la tabla periódica.

a) Si el último orbital es “s” (l=0) será una sustancia reductora pues tratará de oxidarse (perder e–) mientras que si es “p” (l=1) será más oxidante (sobre todo si “n” es pequeño –sin ser 1–).

b) Si el último orbital es “s” será un metal alcalino o alcalino-térreo; sin embargo si el último orbital es “p” podrá ser metal o no metal (tanto mas no-metal cuanto menor sea “s” –sin ser 1 –).

(Continúa)

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(Viene de la diapositiva anterior)(Viene de la diapositiva anterior)c) Igualmente, si el último orbital es “s” será un metal alcalino o

alcalino-térreo y por lo tanto poco electronegativo; sin embargo si el último orbital es “p” podrá ser metal o no metal (tanto mas no-metal y por tanto mas electronegativo cuanto menor sea “s” –sin ser 1 –).

d) Al se el volumen un propiedad que depende tanto de la masa atómica como del tipo de empaquetamiento que sufra y variar de manera no uniforme en la tabla periódica, poco se podrá deducir conociendo la posición aproximada en la tabla periódica: únicamente, que cuanto mayor sea “n” mayor será el volumen.