Objetivos:•Introducción del concepto de carga nuclear efectiva del orbitalatómico. Contribución de las repulsiones interelectrónicas.•Justificación cualitativa del valor de la constante de pantalladel orbital atómico en razón de su función radial. Penetración yapantallamiento orbital•Energía de los orbitales atómicos

Átomos Polielectrónicos y Propiedades periódicas.

•Energía de los orbitales atómicos•Estructura electrónica de los átomos polielectrónicos

•Principio de “aufbau”•Principio de exclusión de Pauli•Regla de máxima multiplicidad de Hund

•Justificación de la Tabla Periódica de los elementos•Núcleo electrónico y electrones de valencia.

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El tamaño medio del orbital i:

La energía del orbital i:

Variación de la energía de los OA con Z.

Valores teóricos calculados con el Método del

Campo Autoconsitente de Hartree-Fock

La diferente distribución electrónica(forma y tamaño) de los diferentesorbitales hace que las constantes depantalla dependan de cada tipo deorbital y de cada átomo, por tanto losorbitales con igual valor de n y distintovalor de l dejan de serorbitales degenerados.

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Electrones de Valencia: Los electrones mas externos de un átomo

Núcleo Electrónico o Electrones Internos: El resto de sus electrones

Valencia Química de un elemento: Capacidad para combinarse con otros elementos. Estácondicionada por su número de electrones de valencia del átomo.

Configuración en capa cerrada Si el átomo tiene toda su capa de valencia completa. GasesNobles. Gran estabilidad química.

En su combinación con otros elementos (formación de moléculas), la tendencia del átomoes, hacia la adquisición de su configuración en capa completa, cediendo electrones,aceptando electrones o compartiendo electrones con los otros elementos.

Elementos representativos: forman los electrones de valencia los ns y los np

Elementos del bloque d: forman los electrones de valencia los ns y los (n-1)d

Elementos del bloque f: forman de los electrones de valencia los ns, el (n-1)d y los (n-2)f

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Objetivos:

•Justificación de las propiedades periódicas de los elementos•Radio atómico:•Potenciales de ionización. Carácter metálico y no metálicode los elementos•Afinidades electrónicas•Electronegatividad de los elementos. Escala de Mulliken

Propiedades periódicas de los elementos

•Electronegatividad de los elementos. Escala de Mulliken•Paramagnetismo y diamagnetismo•Valencias químicas y reactividad

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Radio Covalente: la mitad de la distanciainternuclear en las moléculas diatómicasgaseosas de los elementos no metálicos: O2,F2, Cl2, N2,..

Radio metálico: la mitad de la distanciainternuclear entre dos átomos en la redmetálica.

Radios Atómicos (Volúmenes atómicos)

metálica.

El radio atómico está relacionado con eltamaño del orbital más externo.

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Figura Comparación de los tamaños de los átomos y iones (cationes, aniones).

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Figura Comparación de los tamaños de los átomos y iones (cationes, aniones).Estructura de la Materia, FQ UNAM Semestre 2013-II, Grupo 21

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Afinidad electrónica

Energía absorbida o emitida para formar un ión negativo a partir del átomo neutro (estadogaseoso y condiciones estándar de presión y temperatura).

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Figura. Clasificación de la tabla periódica de acuerdo a su carácter metálico y no metálico.

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Mulliken; La semisuma del valor del primer potencial de ionización(tendencia a dar el último electrón de valencia) y de la afinidad electrónica(tendencia a aceptar un electrón externo) es una medida de la tendencia delnúcleo del átomo a atraer los electrones cercanos.

Electronegatividad X.

2IAE

X M

+

=

2

4)( =FX

Nota: En los capítulosrelativos al enlace químico,se definirá la escala dePauling de laselectronegatividades

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Figura. Valores de electronegatividad de los elementos.

Las tendencias de la electronegatividad (X) constituyen el opuesto de las tendencias que definen el caráctermetalico. Los no metales tienen altos valores, los metaloides tienes valores intermedios y los metales tienenvalores muy bajos de X.

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Figura. Valores de afinidad electrónica (AE) de algunos elementos.

La afinidad electrónica (AE) de los gases nobles no se miden fácilmente, a excepción del Xe. La AE de losmetales alcalinos o alcalinos térreos es muy pequeña comparada con la de los halógenos.

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Para la escala de electronegatividad de Pauling, se considera un promedio del potencial (I) deionización de los halogenados y metales alcalinos, así como la afinidad electrónica (AE) de loshalógenos y considerando que la afinidad electrónica de los metales alcalinos es cero.

Escala de Pauling. Se expresa en unidades arbitrarias: al Flúor, se le asigna el valor más alto,por ser el elemento más electronegativo, tiene un valor de 4 y al Cesio, que es el menoselectronegativo se le asigna el valor de 0,7

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•En la formación e interconversión de compuestos químicos sólo están implicados loselectrones de la capa de valencia.

•Cuando se combinan elementos de muy diferente electronegatividad se formancompuestos iónicos en las que los átomos están en su forma iónica y estos fuertementeunidos por interacciones electrostáticas.

•Los metales del grupo principal generalmente forman cationes con una configuración

Comportamiento químico de los elementos

•Los metales del grupo principal generalmente forman cationes con una configuraciónque equivale al gas noble más cercano.

•Los no metales adquieren electrones suficientes como para formar un anión que tengala configuración electrónica del gas noble que le sigue.

•Cuando se combinan elementos de electronegatividad semejantes forman compuestoscovalentes en las que los núcleos comparten parte (o todos) de sus electrones devalencia.

Nota: En los capítulos relativos al enlace químico, se

estudiarán los factores que condicionan su formación y se

explicarán las valencias covalentes de los átomos.

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• Átomos o iones diamagnéticos:– Todos los electrones están apareados.– Una especie diamagnética es débilmente repelida por un campomagnético.

Propiedades magnéticas

• Átomos o iones paramagnéticos:– Tienen electrones desapareados.

– Los electrones desapareados inducen un campo magnético que haceque el átomo o ion sea atraído por un campo magnético externo.

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Bibliografía

Química General.Vol 1. Enlace Químico y Estructura de la Materia. 8ª Ed.R.H. PETRUCCI, W.S. HARWOOD, F.G. HERRING. Prentice Hall. Madrid. 2002

The nature of the chemical bond, Third Edition, L. PAULING Cornell University PressNew York 1960.New York 1960.

Química y Reactividad Química. 5ª ed. J. C. KOTZ, P.M. TREICHEL. Ed.Paraninfo-Thomson Learning. Madrid. 2003.

Estructura Atómica y Enlace Químico. J. CASABO Ed. Reverté, 1996.

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