Estructura Atómica

ESTRUCTURA ESTRUCTURA ATOMICAATOMICA

¿Cómo está formada la materia ¿Cómo está formada la materia en su interior?en su interior?

• Desde cinco siglos antes de Cristo los pensadores Desde cinco siglos antes de Cristo los pensadores griegos venían haciéndose esta pregunta, acerca griegos venían haciéndose esta pregunta, acerca de cómo estaba constituida la materia en su de cómo estaba constituida la materia en su interior.interior.

• Algunos incrédulos como Aristóteles con su Algunos incrédulos como Aristóteles con su propuesta de los cuatro elementos: fuego, aire, propuesta de los cuatro elementos: fuego, aire, agua y tierra.agua y tierra.

• Epicúreos, últimos exponentes griegos de Epicúreos, últimos exponentes griegos de atomismo. Cristianismo domina Europa y con ellos atomismo. Cristianismo domina Europa y con ellos el atomismo sinónimo de paganismo (desaparece el atomismo sinónimo de paganismo (desaparece por 1000 años)por 1000 años)

• DemócritoDemócrito (V a.C.) introduce el (V a.C.) introduce el término de átomo como la parte más término de átomo como la parte más pequeña de la materia.pequeña de la materia.

ÁTOMOÁTOMO

sinsin divisióndivisión

Evolución en el estudio de la Evolución en el estudio de la materiamateria

TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 1803:TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 1803:

-- La materia está constituida por La materia está constituida por unidades de pequeño tamaño unidades de pequeño tamaño denominadas átomos.denominadas átomos.

- - Los compuestos se constituirían de moléculas, cuya estructura viene dada por la unión de átomos en proporciones definidas y constantes

Teoría atómica de DaltonTeoría atómica de Dalton(1766-1844)(1766-1844)

- Los átomos se unen entre sí - Los átomos se unen entre sí formando compuestos. formando compuestos.

- Los átomos de cada clase suele estar - Los átomos de cada clase suele estar en una relación numérica constante.en una relación numérica constante.

- Los “átomos compuestos” tienen la - Los “átomos compuestos” tienen la misma masa e identicas misma masa e identicas propiedades.propiedades.

CRITICA A LA TEORIA DE CRITICA A LA TEORIA DE DALTON!!!!DALTON!!!!

ÁTOMOS INDIVISIBLES ÁTOMOS INDIVISIBLES

ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO IDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADESIDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADES

?

• En la última década del siglo XIX y En la última década del siglo XIX y comienzos del XX se precipitaron una comienzos del XX se precipitaron una serie de descubrimientos que dejaron serie de descubrimientos que dejaron en evidencia la teoría de la en evidencia la teoría de la indivisibilidad atómica.indivisibilidad atómica.

• Estos descubrimientos dieron lugar a Estos descubrimientos dieron lugar a los diferentes modelos atómicos.los diferentes modelos atómicos.

Modelo de Thomson Modelo de Thomson (1897)(1897)

• Se basó en su experiencia ,con el tubo de Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga.descarga.

• En el interior existe un gas sometido a una En el interior existe un gas sometido a una diferencia de potencial.diferencia de potencial.

• Desde polo negativo (cátodo) se emite una Desde polo negativo (cátodo) se emite una radiación hacia el polo positivo (ánodo).radiación hacia el polo positivo (ánodo).

• La radiación es emitida por el gas.La radiación es emitida por el gas.

• Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),su naturaleza será NEGATIVA.ánodo(+),su naturaleza será NEGATIVA.

• Además estará formada por partículas discretas al Además estará formada por partículas discretas al terminar impactando en forma de chasquidos en la terminar impactando en forma de chasquidos en la placa del final del tubo.placa del final del tubo.

• Se había descubierto una partícula constitutiva de Se había descubierto una partícula constitutiva de la materia :EL ELECTRÓN.la materia :EL ELECTRÓN.

Modelo de ThomsonModelo de Thomson

El átomo posee partículas negativas El átomo posee partículas negativas llamada electrones.llamada electrones.

Intuía ,dada la neutralidad de la Intuía ,dada la neutralidad de la materia, la existencia de carga materia, la existencia de carga positiva en el átomo.positiva en el átomo.

Por tanto,anuncia que el átomo es Por tanto,anuncia que el átomo es ““Una esfera maciza cargada Una esfera maciza cargada positivamente y en su interior se positivamente y en su interior se distribuyen los electronesdistribuyen los electrones””

sandía (Pepitas=electrones. Fruto: sandía (Pepitas=electrones. Fruto: átomo cargado positivamente)átomo cargado positivamente)

Átomo de Hidrógeno y Helio según Thomson

Descubrimiento del protónDescubrimiento del protón

• En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, empleando un tubo catódico con un cátodo empleando un tubo catódico con un cátodo perforado, descubrió una nueva radiación, que perforado, descubrió una nueva radiación, que fluía por los orificios del cátodo en dirección fluía por los orificios del cátodo en dirección opuesta a la de los rayos catódicos. opuesta a la de los rayos catódicos.

• Se le denominó "rayos canales".Se le denominó "rayos canales".

• Puesto que los rayos canales se mueven en Puesto que los rayos canales se mueven en dirección opuesta a los rayos catódicos de dirección opuesta a los rayos catódicos de carga negativa , ésta era de naturaleza carga negativa , ésta era de naturaleza positiva.positiva.

Modelo de Rutherford Modelo de Rutherford revolución en la revolución en la

concepción atómica de la concepción atómica de la materiamateria

• La experiencia de Ernest Rutherford , y La experiencia de Ernest Rutherford , y posteriormente la presentación de su posteriormente la presentación de su modelo ,invalida en gran parte el modelo ,invalida en gran parte el modelo anterior y supone una revolución modelo anterior y supone una revolución en el conocimiento intimo de la materia.en el conocimiento intimo de la materia.

Modelo de RUTHERFORD.Modelo de RUTHERFORD.• Rutherford bombardeó una Rutherford bombardeó una

fina lámina de oro con fina lámina de oro con partículas alfa (núcleos de partículas alfa (núcleos de Helio, provinientes de la Helio, provinientes de la desintegración del Polonio).desintegración del Polonio).

• Observó que la mayor parte Observó que la mayor parte de las partículas que de las partículas que atravesaban la lámina atravesaban la lámina seguían una línea recta o se seguían una línea recta o se desviaban un ángulo muy desviaban un ángulo muy pequeño de la dirección pequeño de la dirección inicial. inicial.

• Solamente, muy pocas Solamente, muy pocas partículas se desviaban partículas se desviaban grandes ángulos, lo que grandes ángulos, lo que contradecía el modelo contradecía el modelo atómico propuesto por atómico propuesto por Thomson. Thomson.

• Rutherford supuso que Rutherford supuso que dichas desviaciones dichas desviaciones provenían de una única provenían de una única interacción entre la partícula interacción entre la partícula proyectil y el átomo.proyectil y el átomo.

• RutherfordRutherford concluyó que concluyó que el hecho de que la mayoría el hecho de que la mayoría de las partículas de las partículas atravesaran la hoja atravesaran la hoja metálica, indica que gran metálica, indica que gran parte del átomo está vacío parte del átomo está vacío

• El rebote de las partículas El rebote de las partículas indica un encuentro directo indica un encuentro directo con una zona fuertemente con una zona fuertemente positiva del átomo y a la positiva del átomo y a la vez muy densa de la masa. vez muy densa de la masa.

MODELO DE RUTHERFORD.MODELO DE RUTHERFORD.

El modelo propuesto por Rutherford considera el átomo como una esfera con un gran espacio desocupado y en el centro se encuentra un núcleo diminuto y extremadamente denso que contiene toda la carga positiva del átomo y casi toda su masa. Los electrones se encuentran distribuidos ampliamente en el espacio restante.

Invalidación del modelo de Invalidación del modelo de Thomson en base a la Thomson en base a la

experiencia de Rutherford.experiencia de Rutherford.

Modelo de Bohr.Modelo de Bohr.

• Niels Bohr(1885-1962) propuso un nuevo Niels Bohr(1885-1962) propuso un nuevo modelo atómico , a partir de los modelo atómico , a partir de los descubrimientos sobre la naturaleza de la descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la energía.luz y la energía.

• Los electrones giran en torno al núcleo en Los electrones giran en torno al núcleo en niveles energéticos bien definidos.niveles energéticos bien definidos.

• Cada nivel puede contener un número Cada nivel puede contener un número máximo de electrones.máximo de electrones.

• Es un modelo precursor del actual.Es un modelo precursor del actual.

Descubrimiento del neutrón.Descubrimiento del neutrón.

• Investigando las diferencias entre el número Investigando las diferencias entre el número de protones y la masa del átomo ,descubrió de protones y la masa del átomo ,descubrió una nueva partícula: EL NEUTRÓN.una nueva partícula: EL NEUTRÓN.

• Poseen masa similar al protón.Poseen masa similar al protón.• Sin carga eléctrica.Sin carga eléctrica.• El neutrón permite explicar la estabilidad de El neutrón permite explicar la estabilidad de

los protones en el núcleo del átomo, los protones en el núcleo del átomo, manteniéndolos “unidos”, y por tanto manteniéndolos “unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de estos en dicho justificando la no repulsión de estos en dicho núcleo, a pesar de poseer el mismo signo núcleo, a pesar de poseer el mismo signo de carga (+).de carga (+).

El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. En espectros realizados a otros átomos se observó que los electrones de un mismo nivel energético tenían distinta energía. Algo andaba mal. La conclusión fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles.

En 1916, Arnold Sommerfeld modifica el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en órbitas elípticas. Todavía Chadwick no había descubierto los neutrones, por eso en el núcleo sólo se representan, en rojo, los protones.

Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie (Premio Nobel de Física, 1929). Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Esta propuesta constituyó la base de la "MECÁNICA CUÁNTICA".

A consecuencia de este comportamiento dual de los electrones (onda y partícula), surgió el principio enunciado por WERNER HEISENBERG, conocido también como "PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE", que dice:

"Es imposible determinar simultáneamente y con exactitud, la posición y la velocidad del electrón."

Es la región del espacio en la cual existe mayor probabilidad de encontrar al electrón (debido a su comportamiento como onda, es difícil conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad), por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrarlo en cierto momento y en una región dada en el átomo.

Representación de un orbital donde se encuentra al electrón. En ellos existe un 90-99% de probabilidad de encontrar al electrón.En la figura se representa un ORBITAL "s"

Modelo actual.Modelo actual.

CORTEZA electrones.CORTEZA electrones. ÁTOMO protones.ÁTOMO protones.

NÚCLEONÚCLEO neutrones.neutrones.

-Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que -Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en una determinada zona llamada se distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.ORBITAL.

-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón -En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)es muy alta (95%)

-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las -Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.diferentes capas.

¿Qué tan pequeños son los átomos?¿Qué tan pequeños son los átomos?

• A escala núcleo= uva (en arco de la cancha de A escala núcleo= uva (en arco de la cancha de estadio futbol),estadio futbol),

el primer electrón del hidrógeno el primer electrón del hidrógeno

¡estaría en el otro arco!¡estaría en el otro arco!

• Casi todo el espacio que ocupa un átomo es Casi todo el espacio que ocupa un átomo es “vacío”“vacío”

• El número de Avogadro y el concepto de mol:El número de Avogadro y el concepto de mol:

Una mol de materia es el peso molecular Una mol de materia es el peso molecular expresado en gramos y contiene 6.022 x expresado en gramos y contiene 6.022 x 101023 23

moléculas o átomos:Una cucharada sopera de moléculas o átomos:Una cucharada sopera de agua (10 g) tiene agua (10 g) tiene 300,000,000,000,000,000,000,000300,000,000,000,000,000,000,000 moléculas moléculas aprox.aprox.

• Todo átomo está formado por Todo átomo está formado por dos dos partespartes, que son:, que son:

• a)a) Núcleo atómicoNúcleo atómico: corresponde a la : corresponde a la zona central. En él se encuentra la mayor zona central. En él se encuentra la mayor masa del átomo.masa del átomo.

• b) Corteza atómicab) Corteza atómica: corresponde a la : corresponde a la zona que rodea al núcleo. Es la parte más zona que rodea al núcleo. Es la parte más voluminosa del átomo.voluminosa del átomo.

a) Protonesa) Protones (p+) (p+)• Están en el núcleo del átomo. Están en el núcleo del átomo. • Tienen carga eléctrica positiva. Tienen carga eléctrica positiva. • Tienen una masa significativa. Tienen una masa significativa.

b) Neutronesb) Neutrones (n) (n)• Se encuentran en el núcleo del átomo. Se encuentran en el núcleo del átomo. • No tienen carga eléctrica. No tienen carga eléctrica. • Tienen masa muy similar a la de los protones. Tienen masa muy similar a la de los protones. • Son los responsables de mantener unidos los protones en el núcleo. Son los responsables de mantener unidos los protones en el núcleo.

c) Electronesc) Electrones (e-) (e-)• Se encuentran en la corteza del átomo. Se encuentran en la corteza del átomo. • Giran alrededor del núcleo a gran velocidad Giran alrededor del núcleo a gran velocidad • Tienen carga eléctrica negativa Tienen carga eléctrica negativa • Su masa es muy ínfima en relación a la masa de las otras sub-partículas.Su masa es muy ínfima en relación a la masa de las otras sub-partículas.

Numero atómico y de masaNumero atómico y de masa • Todos los átomos se pueden identificar por el numero de Todos los átomos se pueden identificar por el numero de

protones y neutrones que contienen.protones y neutrones que contienen.

• Numero Atómico (Z)Numero Atómico (Z):: es el numero de protones en el es el numero de protones en el núcleo del átomo de un elemento. núcleo del átomo de un elemento.

• Átomo neutro Átomo neutro Nº protones = Nº electrones Nº protones = Nº electrones ( también indica numero de electrones) ( también indica numero de electrones)

• La tabla periódica se ordena de acuerdo al Numero La tabla periódica se ordena de acuerdo al Numero Atómico de los elementos.Atómico de los elementos.

• Numero de Masa (A)Numero de Masa (A) es el numero total de protones y es el numero total de protones y neutrones presentes en el núcleo de un átomo de un neutrones presentes en el núcleo de un átomo de un elemento. (excepción H)elemento. (excepción H)

• IsótoposIsótopos:: átomos que tienen el mismo numero atómico átomos que tienen el mismo numero atómico pero diferente numero de masa. Ejemplo isótopos del pero diferente numero de masa. Ejemplo isótopos del Hidrogeno (hidrogeno, deuterio y tritio).Hidrogeno (hidrogeno, deuterio y tritio).

1111H H 22

11H H 3311H H

• Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos de un Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo.elemento es el número de neutrones en el núcleo.

• Si conocemos el número de masa y el número atómico Si conocemos el número de masa y el número atómico podemos calcular el número de neutrones que seria igual:podemos calcular el número de neutrones que seria igual:

Número de neutrones = Número de masa - NúmeroNúmero de neutrones = Número de masa - Número

atómicoatómico

Isótopos del Hidrógeno

DISTRIBUCIÓN DE LOS DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN LA CORTEZA.ELECTRONES EN LA CORTEZA.

• Según modelo fijado Según modelo fijado en nuestro trabajo, en nuestro trabajo, los electrones se los electrones se distribuyen en distribuyen en diferentes niveles, diferentes niveles, que llamaremos que llamaremos capas. Con un capas. Con un número máximo de número máximo de electrones en cada electrones en cada nivel o capa.nivel o capa.

NivelNivel Numero Numero máximo máximo de de electroneelectroness

11 22

22 88

33 1818

44 3232

55 3232

DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN ELECTRONICA(CONT.)ELECTRONICA(CONT.)

• Hemos visto como los Hemos visto como los átomos se átomos se distribuyen en niveles distribuyen en niveles o capas de energía.o capas de energía.

• Dentro de cada Dentro de cada nivel ,existen además nivel ,existen además subniveles con subniveles con probabilidad de probabilidad de encontrarnos encontrarnos electrones.electrones.

NiveNivell

Max Max de de ee--

subsubnivenivell

Max Max de de ee--

11 22 ss 22

22 88ss 22

pp 66

33 1818ss 22

pp 66

dd 1010

NivelNivel Max de eMax de e-- subnivelsubnivel Max de eMax de e--

44 3232

ss 22

pp 66

dd 1010

ff 1414

55 3232

ss 22

pp 66

dd 1010

ff 1414

66 1818ss 22

pp 66

dd 1010

EJEMPLO: CloroEJEMPLO: Cloro

• CLORO: 17 electronesCLORO: 17 electrones

• 1 s1 s22 2 s 2 s22 2 p 2 p66 3 s 3 s22 3 p 3 p55

• 1º nivel: 2 electrones1º nivel: 2 electrones



• En la tabla periódica podemos En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 7leer: 2 - 8 - 7

EJEMPLO: ManganesoEJEMPLO: Manganeso

• MANGANESO: 25 electronesMANGANESO: 25 electrones

• 1 s1 s22 2 s 2 s22 2 p 2 p6 6 3 s3 s22 3 p 3 p66 4 s 4 s22 3 d 3 d55





• En la tabla periódica podemos leer: 2 En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13 - 2- 8 - 13 - 2

Formación de iones más Formación de iones más probables.probables.• Un ión perderá o ganará electrones , hasta Un ión perderá o ganará electrones , hasta

que se estabilice.que se estabilice.• La forma más común de estabilización es la La forma más común de estabilización es la

de formar estructuras electrónicas de gas de formar estructuras electrónicas de gas noble.noble.

• ¿PORQUÉ DE GAS NOBLE?¿PORQUÉ DE GAS NOBLE?Los gases nobles son los elementos que Los gases nobles son los elementos que menos tienden a perder o ganar menos tienden a perder o ganar electrones ,no reaccionan apenas, solo bajo electrones ,no reaccionan apenas, solo bajo condiciones extremas. Por tanto todos los condiciones extremas. Por tanto todos los átomos tienden a adquirir una estructura átomos tienden a adquirir una estructura electrónica similar a la de estos.electrónica similar a la de estos.

Formación de iones más Formación de iones más probables.probables.• Porque buscan lograr la estabilidad, como la Porque buscan lograr la estabilidad, como la

piedra que cae rodando por una montaña piedra que cae rodando por una montaña logra su estabilidad cuando se detiene, cada logra su estabilidad cuando se detiene, cada elemento de la tabla periódica logra su elemento de la tabla periódica logra su estabilidad cuando adquiere la estructura estabilidad cuando adquiere la estructura electrónica del gas noble(último grupo del electrónica del gas noble(último grupo del S.P.) más cercano. S.P.) más cercano.

• Quedando el último nivel de energía de cada Quedando el último nivel de energía de cada uno de éstos átomos con ocho electrones.uno de éstos átomos con ocho electrones.

• Excepto los átomos que se encuentran cerca Excepto los átomos que se encuentran cerca del Helio, que completan su último nivel con del Helio, que completan su último nivel con sólo dos electrones.sólo dos electrones.

• Por ésta razón se denomina a ésta REGLA Por ésta razón se denomina a ésta REGLA

DEL OCTETODEL OCTETO

Ejemplos de formación de Ejemplos de formación de iones más probables.iones más probables.

1111NaNa --Podemos observar que el Nº atómico del Podemos observar que el Nº atómico del

SODIO está más cerca del Nº atómico del SODIO está más cerca del Nº atómico del Neón.Neón.

-Si el SODIO pierde un electrón (una carga -Si el SODIO pierde un electrón (una carga negativa) ,adquiere configuración de Neón.negativa) ,adquiere configuración de Neón.

-Entonces deja de ser neutro-Entonces deja de ser neutro . .

1111Na :1sNa :1s222s2s22pp663s3s1 1 NaNa++

-1 e-1 e

Ejemplos de formación de Ejemplos de formación de iones más probables.iones más probables.

1717ClCl

1717Cl=1sCl=1s222s2s222p2p663s3s223p3p55

+1electrón+1electrón 17 17 ClCl- - 1s1s222s2s222p2p663s3s223p3p66

[Ar] [Ar]

Descripción de los números cuánticosDescripción de los números cuánticos

•El modelo mecánico-ondulatorio El modelo mecánico-ondulatorio describe cada electrón en termino describe cada electrón en termino de cuatro números. Estos de cuatro números. Estos números nos permiten calcular la números nos permiten calcular la energía del electrón y predecir el energía del electrón y predecir el área alrededor del núcleo donde área alrededor del núcleo donde de puede encontrar el electrónde puede encontrar el electrón

Número cuántico principal, nNúmero cuántico principal, n

Define el tamaño del orbital.

Representa el número de la capa o nivel de energía del átomo, en el cual se encuentra el electrón. A mayor valor de n mayor es la probabilidad de encontrar al electrón más lejos del núcleo.

Corresponden a números enteros positivos:

n = 1,2,3,…

Número cuántico secundario o azimutal, lNúmero cuántico secundario o azimutal, l

Determina la forma del orbital, influye muy poco en la energía del electrón.

El número de valores de l, para un determinado valor de n, indica cuantos tipos diferentes de orbitales existen en un determinado nivel.

Los valores posibles de l son: 0, 1, 2,……(n -1)

Cada uno de estos números representa un subnivel energético, que normalmente se designa por letras específicas:

Valor de l 0 1 2 3

orbital s p d f

Designación de subniveles para los cuatro primeros niveles principales:

Capacidad electrónica de los niveles y orbitales:

4s 4p 4d 4f4s 4p 4d 4f3s 3p 3d3s 3p 3d2p 2s2p 2s1s1sSubnivelesSubniveles

0 1 2 30 1 2 30 1 20 1 21 01 000ll

44332211nn

323218188822Total de Total de electroneselectrones

2 6 10 142 6 10 142 6 102 6 102 62 622Nº máx. de Nº máx. de electroneselectrones

4s 4p 4d 4f4s 4p 4d 4f3s 3p 3d3s 3p 3d2s 2p2s 2p1s1sSubnivelesSubniveles

44332211nn

Número cuántico magnético, mNúmero cuántico magnético, m

Define la orientación del orbital.

Indica en qué orbital, dentro de este subnivel, está ubicado el electrón.

Los valores van desde -l a +l, pasando por 0.

Número cuántico de giro o espin, sNúmero cuántico de giro o espin, s

Da cuenta del giro del electrón sobre sí mismo.

Sus valores pueden ser -1/2 ó +1/2. Si elelectrón gira en el sentido de las agujas del

reloj tiene un ms= +1/2 e indica que está apareado. Si un electrón gira en contra

del sentido de las agujas del reloj tiene un ms= -1/2 e indica que está desapareado.

+1/2-1/2

Ir a Resumen

Forma de los orbitales atómicos

•Orbitales s:

•Carecen de forma definida, su forma especifica es difícil de saber, pero conviene estudiarlos con una forma especifica sobre todo cuando se estudian los enlaces químicos que forman los átomos.

•Todos los orbitales s son esféricos y contiene cerca del 90 % de la densidad electrónica.

•El tamaño se incrementa de acuerdo al numero principal.

•La característica más importante son su forma y tamaño relativos.

1s 2s 3s

•Orbitales p:

•Comienzan con el numero cuántico principal n= 2.

•Si n=2 y l=1, se tienen tres orbitales 2p: 2px , 2py y 2pz.

•Los tres orbitales p tienen el mismo tamaño, forma y energía; solo difieren en su orientación.

Orbitales d:

• si n= 3 y l=2, se tienen cinco orbitales 3d ( 3dxy , 3dyz , 3dxz , 3dx

2y2 y 3dz

2).

•Todos los orbítales d tienen la misma energía y para valores mayores de n tienen una forma similar.

•Los orbitales de mayor energía que los d son los f y g.no es fácil representarlos.

Configuración electrónica

• n, l, m y s son suficientes para identificar por completo la ubicación (domicilio) de un electrón en un átomo.

•Así para un electrón de un orbital 2s son: n=2, l=0, m=0 y s= +1/2 o –1/2 ( 2, 0, 0 y +1/2 o –1/2)

•El valor de s no influye en la energía, tamaño, forma u orientación de un orbital, solo determina la distribución de los electrones en el orbital.

Orden de llenado de los subniveles atómicos de un átomo

polielectrólito

http://enciclopedia.us.es/index.php/Imagen:Llenado_de_orbitales.png

• Principio de exclusión PauliPrincipio de exclusión Pauli: : cada cada electrón debía tener su propio conjunto de electrón debía tener su propio conjunto de números cuánticos y que dos electrones en un números cuánticos y que dos electrones en un mismo átomo no pueden tener los cuatro mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales.números cuánticos iguales.

• Así el numero máximo de electrones en Así el numero máximo de electrones en cualquier nivel esta expresado por 2ncualquier nivel esta expresado por 2n22. 2 . 2 electrones están permitidos en el primer nivel, electrones están permitidos en el primer nivel, 8 en el segundo y 18 en el tercero.8 en el segundo y 18 en el tercero.

• En otras palabras solo dos electrones pueden En otras palabras solo dos electrones pueden coexistir en el mismo orbital atómico, y deben coexistir en el mismo orbital atómico, y deben tener espines opuestos.tener espines opuestos.

• Ej.: átomo de Helio 1sEj.: átomo de Helio 1s22

a) b) c)** a y b prohibidos por el principio de Pauli

Regla de Hund

• establece que la distribución electrónica más estable en los subniveles es la que tiene el mayor numero de espines paralelos.

•Ejemplo: configuración electrónica del carbono Z = 6 1s2 2s2 2p2

• a) b) c)

2px 2py 2pz 2px 2py 2pz 2px 2py 2pz

•En el a) los electrones están en el mismo orbital 2px, al estar tan cercanos, hay mucha repulsión mutua que cuando ocupan dos orbitales separados, ya sea 2px o 2py. Por lo tanto la opción correcta según la regla de Hund es la c)

Z 1s 2s 2px 2py 2pz Símbolo

H 1 1s1

He 2 1s2

Li 3 1s22s1

Be 4 1s22s2

B 5 1s22s22p1

C 6 1s22s22p2

N 7 1s22s22p3

O 8 1s22s22p4

F 9 1s22s22p5

Ne 10 1s22s22p6

1s1s22

Nivel de energía

Numero de e- en el subnivel

Subnivel

Ejemplos:1) Si n = 1

l = n -1 l = 0

ml = + l a -l, pasando por 0 ml = 0

En el nivel electrónico más cercano al núcleo, hay solo un tipo de orbital l, ya que l tiene solo un valor y hay solo un orbital de este tipo, ya que ml solo tiene un valor.

Si l = 0 se trata de un orbital s y sólo puede haber un orbital s en cada nivel electrónico.

2) Si n = 2

l = n -1 l = 0, 1

ml = + l a -l, pasando por 0 ml = -1, 0, 1

l toma dos valores por lo tanto hay dos tipos de orbitales en el segundo nivel, uno es el orbital 2s (n=2 y l =0) y el otro es el orbital 2p (n=2 y l =1). Como ml toma tres valores entonces hay tres orbitales p.

Si l = 1 se trata de orbitales p y siempre son tres.

3) Si n = 3

l = n -1 l = 0, 1, 2

ml = + l a -l, pasando por 0 ml = -2, -1, 0, 1, 2

l toma tres valores por lo tanto hay tres tipos de orbitales en el tercer nivel, uno es el orbital 3s

(n=3 y l =0), el otro es el orbital 3p (n=3 y l =1) y el tercero es el orbital 3d (n=3 y l =2). Como ml

toma cinco valores entonces hay cinco orbitales d.

Si l = 2 se trata de orbitales d y siempre son cinco.

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