Taller 05 - ESTRUCTURA ATÓMICA 3: Configuración Electrónica

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 ESTRUCTURA ATÓMICA 3: Configuración electrónica  1 Taller N° C O L E G I O E N R I Q U E O L A Y A H E R R E R A     I . E . D . Á R E A D E C I E N C I A S N A T U R A L E S     J O R N A D A D E L A M A Ñ A N A D o c e n t e : R i c a r d o R o d r í g u e z S a l a m a n c a  1 “Olayistas construyendo proyecto de vida para el desarrollo ciudadano”     2    0    1    5     C    N    8   Nombre:  _______________  _________________  ________________ Curso:_______ Fecha:_______________ PARTE 3: Configuración electrónica TEMÁTICA: 1. ORBITALES ATÓMICOS 2. CONFIGURAC IÓN ELECTRÓNICA 2.1. MODELO DE CONSTRUCCIÓN PROGRESIVA (AUFBAU) 3. DI AGRAMA DE DISTRIBUCIÓN ORBITAL 4. DISTRIBUC IÓN E N LA TABLA PERIÓDICA SEGÚN SU CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

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Colegio Enrique Olaya Herrera IED

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  • ESTRUCTURA ATMICA 3: Configuracin electrnica

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    Fecha:_______________

    PARTE 3: Configuracin electrnica

    TEMTICA:

    1. ORBITALES ATMICOS

    2. CONFIGURACIN

    ELECTRNICA

    2.1. MODELO DE CONSTRUCCIN

    PROGRESIVA (AUFBAU)

    3. DIAGRAMA DE DISTRIBUCIN ORBITAL

    4. DISTRIBUCIN EN LA

    TABLA PERIDICA

    SEGN SU

    CONFIGURACIN

    ELECTRNICA

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    1. ORBITALES ATMICOS

    Los niveles de energa, se conciben ahora como regiones del espacio alrededor del ncleo con una cantidad de energa fija.

    Estos niveles se dividen en subniveles cuya forma y

    orientacin en el espacio estn dadas por los nmeros cunticos de la ecuacin de

    Schrdinger. Estos subniveles son: s, p, d y f.

    A su vez, las ecuaciones de Schrdinger determinan las regiones de alta probabilidad para encontrar un electrn, lo que se denominan los orbitales segn su orden creciente de energa. En cada orbital puede haber como mximo dos electrones.

    De acuerdo a la forma, la cantidad de orbitales (orientaciones o formas) y de electrones ser la siguiente:

    Subnivel N de

    orbitales Orientaciones

    N de electrones

    s 1 s 2

    p 3 px, py, pz 6

    d 5 d1, d2, d3,d4, d5 10

    f 7 f1, f2, f3,f4, f5,f6, f7 14

    La organizacin de los orbitales segn su orden creciente de energa dentro del tomo se denomina configuracin electrnica.

    2. CONFIGURACIN ELECTRNICA

    Para construir la configuracin electrnica, que describa cmo estn dispuestos los electrones en la periferia del ncleo atmico, deben tenerse en cuenta los siguientes principios:

    1. Principio de ordenamiento.

    Al ordenar los elementos de manera creciente de

    nmeros atmicos, cada tomo de un elemento

    tendr un electrn ms que el del elemento que le

    precede. Por ejemplo, cada tomo de carbono (Z= 6)

    tendr un electrn ms que cada tomo de boro (Z=5).

    Fig. 1: Orbitales atmicos (en orden de filas: s, p, d y f)

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    2.1. MODELO DE CONSTRUCCIN PROGRESIVA (AUFBAU)

    La configuracin electrnica se rige a travs del denominado Modelo de Construccin Progresiva (llamado Aufbau en alemn), que se basa en el siguiente diagrama:

    NIVEL DE ENERGA

    SUBNIVEL NMERO MXIMO DE ELECTRONES

    s P d f

    n=1 2

    n=2

    2+6 = 8

    n=3

    2+6+10 = 18

    n=4

    2+6+10+14 = 32

    n=5

    2+6+10+14 = 32

    n=6

    2+6+10+14 = 32

    n=7

    2+6+10+14 = 32

    Donde cada bloque significa:

    2p6 Para ello debe utilizarse el nmero atmico (Z) de los elementos, entendido como la cantidad de electrones y de protones que contiene un tomo en particular. Para construir la configuracin electrnica con el modelo Aufbau, miremos los siguientes ejemplos:

    Nivel de energa Nmero de electrones

    Subnivel

    4. Principio de mxima multiplicidad de carga (regla de Hund). Los electrones que pertenecen a un mismo subnivel se disponen de manera que exista el mayor nmero posible de electrones desapareados con el mismo valor de espn. Cuando un orbital contiene nicamente un electrn, se dice que este electrn est desapareado.

    2. Principio de Construccin Progresiva (Aufbau): Es complemento del anterior y establece que el electrn que distingue a un elemento del elemento precedente se ubica en el orbital atmico de menor energa disponible (s o p).

    3. Principio de exclusin de Pauli. Un orbital no puede contener ms de dos electrones, y los espines de dichos electrones deben tener valores opuestos. Se

    representan como .

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    Oxgeno O (Z= 8)

    Tiene 8 electrones en total, por lo tanto seguimos las flechas de la gua de construccin de arriba hacia abajo, hasta que los nmeros pequeos sumen 8 as:

    O (Z=8): Configuracin larga: 1s2 2s2 2p4 Configuracin corta: [He] 2s2 2p4 (se elimina toda la secuencia del gas noble completo ms cercano, reemplazndose por su smbolo, en este caso el helio).

    Arsnico As (Z= 33)

    1s2

    2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14

    5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 6f14 7s2 7p6 7d10 7f14

    1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3

    As (Z=33): Configuracin larga: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3

    Configuracin corta: [Ar] 4s2 3d10 4p3

    3. DIAGRAMA DE DISTRIBUCIN ORBITAL

    Aplicando el principio de exclusin de Pauli y la regla de mxima multiplicidad de carga de Hund, en los ltimos niveles de energa distribuimos los electrones de manera que se ocupe la mayor cantidad de orbitales (es decir, debe dejarse la menor cantidad de orbitales vacos, ocupndolos por lo menos con un electrn). Observemos con los siguientes ejemplos:

    O (Z=8): [He] 2s2 2p4 2s 2px 2py 2pz

    INCORRECTO!!!

    O (Z=8): [He] 2s2 2p4 2s 2px 2py 2pz

    CORRECTO!!!

    Fe (Z=26): [Ar] 4s2 3d6 3d1 3d2 3d3 3d4 3d5

    4s

    Ag (Z=47): [Kr] 5s2 4d9 4d1 4d2 4d3 4d4 4d5

    5s

    1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14

    5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 6f14 7s2 7p6 7d10 7f14

    1s2 2s2 2p4

    2 +2 +6 = 33 +2 +6 +2 +10 +3

    Se colocan los 3

    que faltan

    Faltan 4 electrones para completar 8, por eso no

    colocamos 6 sino 4

    2 +2 +4 = 8 [He]

    [He]

    [Ne]

    [Ar]

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    W (Z=74): [Xe] 6s2 4f14 5d4 4f1 4f2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7

    5d1 5d2 5d3 5d4 5d5

    6s

    4. DISTRIBUCIN EN LA TABLA PERIDICA SEGN SU CONFIGURACIN ELECTRNICA

    IA 1

    IIA 2

    IIIA 13

    IVA 14

    VA 15

    VIA 16

    VIIA 17

    VIIIA 18

    1

    2

    3

    IIIB 3

    IVB 4

    VB 5

    VIB 6

    VIIB 7

    VIIIB IB 11

    IIB 12

    8 9 10

    4

    5

    6

    7

    6

    7

    Pm (Z=61): [Xe] 6s2 4f5 4f1 4f2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7

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    n s

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    p2

    ns2

    np

    1

    n s

    1

    n s

    2

    LANTNIDOS

    ACTNIDOS

    ZONA S

    ZONA F - ELEMENTOS DE TIERRAS RARAS

    (n-2) f

    ELEMENTOS REPRESENTATIVOS

    ZONA D- ELEMENTOS DE TRANSICIN

    (n-1) d

    ZONA SP

  • E

    ST

    RU

    CT

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    MIC

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    COLEGIO ENRIQUE OLAYA HERRERA I.E.D. REA DE CIENCIAS NATURALES JORNADA DE LA MAANA

    Docente: Ricardo Rodrguez Salamanca

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    ACTIVIDAD

    0. Transcribir la tabla de distribucin de la pgina 5. 1. Completar la siguiente tabla. En la columna de Verificacin por niveles de energa, revisar si el nmero mximo de electrones por cada nivel se cumple.

    Realizar en el cuaderno

    Realizar en la gua

    Tarea

    Elemento CONFIGURACIN LARGA CONFIG. CORTA DIAGRAMA DE ORBITALES VERIFICACIN POR NIVELES DE ENERGA

    ZONA TIPO DE ELEMENTO

    N

    K

    Cr

    Se

  • ES

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    Taller N

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