Tema1 Estructura Atómica

7/24/2019 Tema1 Estructura Atmica

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Tema 1. Estructura Atmica

1. Partculas fundamentales1.1. Introduccin1.2. Evolucin de la Teora Atmica1.3. Nmero atmico. Neutrones. Nmero msico.1.4. Istopos

2. Estructura electrnica de los tomos2.1. Radiacin electromagntica2.2. Espectros atmicos2.3. Hiptesis de Planck2.4. El Efecto fotoelctrico

2.5. Dualidad Onda-Corpsculo2.6. El tomo de Bohr2.7. Mecnica Cuntica2.8. Nmeros cunticos y orbitales atmicos2.9. Configuraciones electrnicas


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El hecho de que el Universo seencuentre an en expansin, significa

que en un principio toda la materia

que lo constitua estaba concentrada en

un punto y que, en un momento dado,

se produjo la gran explosin Big Bang, a

partir de la cual comenz su desarrollo.Se sabe que ese momento fue hace unos

15000 millones de aos. Se alcanzaron

temperaturas de 109K generndose

partculas elementales con demasiada

energa cintica para unirse. Con el pasodel tiempo y consiguiente enfriamiento

de stas, se unieron para ir formando,

partculas fundamentales y stas los

tomos.

1. Partculas fundamentales

Tema 1. Estructura Atmica 2

1.1. Introduccin


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Partculas Fundamentales

Son aquellas partculas que constituyen el tomo.

Las hay elementales e) y no elementales p, n)

electrn e) -1,602.10

-19

C, -1

neutrn n) 0, 0

protn p) +1,602.10

-19

C, +1


1.1. Introduccin


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1.2. Evolucin Teora Atmica

Dalton (1808): Elementos formados por tomos.

Thomson (1897): Descubri los electrones.

Tema 1. Estructura Atmica4

La imagen del tomo expuesta por Dalton en su teora atmicaes la deminsculas partculas esfricas, indivisibles e inmutables, iguales entre s en

cada elemento qumico.

Un objeto colocado en la trayectoria de los rayos produce sombra

Son desviados por

un campo elctricoy en un campo

magntico

Son capaces de

hacer girar una

pequea rueda de

paletas

Tienen carga

Tienen masa


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Thomson determin la relacin

carga masa m/e = -5,685710-9

Gramos/Culombio .

De este descubrimiento dedujo

que el tomo deba de ser una

esfera de materia cargada

positivamente, en cuyo interior

estaban incrustados los electrones.

Los electrones son partculas fundamentales presentes en

todos los tomos


PUDIN DE

CIRUELAS

Thomson (1897): Descubri los electrones.

La carga del electrn Experimento de la gota de aceite

de Mullikan (1909)qe= -1,60210

-19 C


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Rutherford (1910). El tomo nuclear.

Fuente departculas alfa

Partculas alfa

Lmina de oro

Pantallafluorescente

tomo de oro

Ncleo del tomo de oro

Partculas alfa



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Rutherford (1910). El tomo nuclear.

Fuera del ncleo existen tantoselectrones como unidades de carga

positiva hay en el ncleo. El tomo eselctricamente neutro.

Calcul que el radio atmico, segn losresultados del experimento, era diez mil

veces mayor que el radio del ncleo

mismo, lo que implicaba un gran espacio

vaco en el tomo.

El tomo contiene un ncleo atmico donde se concentra la carga positiva,los protones.

Los electrones estn esparcidos alrededor del ncleo y a cierta distancia de l.

La magnitud de la carga positiva es diferente para los distintos tomos.

Rutherford predijo tambin la existencia de partculas fundamentaleselctricamente neutras. Pero fue Chadwick en 1932 quien demostr la existencia

de los neutrones, partculas neutras con masa, completando el modelo.


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Bohr (1913):Los electrones describen rbitas circulares en torno al ncleo.


No todas las rbitas estn permitidas para el electrn. (Cuantizacin de la Energa).


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Cada elemento qumico tiene un nombre y un smbolo qumico.

El smbolo qumico del elemento E.

El nmero de protones en el ncleo recibe el nombre de nmero

atmico y se denota con la letra Z.

Puesto que el tomo es elctricamente neutro, el nmero atmico o

nmero de protones coincide con el nmero de electrones.

El nmero total de protones y neutrones se denomina nmero

msico y se designa con la letra A.

El nmero de neutrones ser por tanto A-Z.

1.3 Nmero atmico. Neutrones. Nmero de masa.

Z: nmero atmico = p = e

A: nmero msico = p+n

p = Ze = Z

n = A-Z



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Carbono

Uranio

1.4. Istopos


La mayora de los elementos consisten en

tomos de masas diferentes llamadosistopos.

63 6 3

935 9

38


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Los istopos de un elemento dado contienen el mismo nmero de

protones y electrones, es decir, tienen el mismo nmero atmico Z.

Difieren sin embargo en su masa porque tienen distinto nmero deneutrones.

Hidrgeno o Protio (99,985%)

Deuterio (0,014%)

Tritio (0,001%)

Abundancia natural


1.4. Istopos


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Abundancia isotpica

La masa de un tomo individual no puede determinarse sumando las masasde sus partculas fundamentales. Se realiza experimentalmente utilizando un

espectrmetro de masas que mide la relacin carga/masa de partculascargadas.

Forma de determinar la masa de cada uno de los istopos y suabundancia.


1.4. Istopos


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Espectro de masas del Cl

Abundancia natural35Cl 75,77 %37Cl 24,23 %

Espectro de masas del Br

Abundancia natural

79Br 50,69%81Br 49,31%


1.4. Istopos


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La escala de masas atmicas se basa en la masa del istopo decarbono-12 por convenio internacional. Al que se asigna una masa de

12 unidades de masa atmica (12 u).

Excepto para el carbono, las masas atmicas reales para los tomos(en unidades, u), nunca son nmeros enteros, aunque tienen unnmero prximo a su nmero de masa.

Escala de masas atmicas

Ejemplo: Calcular la masa del istopo oxgeno-16.

A partir de los datos del espectrmetro de masas se calcula la

razn de16O y12C que resulta ser 1,33291 .


Muy prximo a 16

1.4. Istopos


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La masa atmica de un elemento es la media de las masas isotpicas,

ponderada de acuerdo a las abundancias en la naturaleza de los istopos delelemento. Se calcula teniendo en cuenta todos los istopos del elemento.

Masa atmica de un elemento

Masa at.

de un =elemento (

masa delistopo 1

Abundanciafraccional 1)

+

( )masa delistopo 2

Abundanciafraccional 2

+

Contribucin istopo 1 Contribucin istopo 2

Abundancia fraccional = porcentaje de abundancia dividido por 100


1.4. Istopos


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35Cl: 75% abundancia 37Cl: 25% abundancia

Clculo de Masa Atmica de un elemento

(3575100) + (37

25100 )

Masa at. del Cl =

26,25+

9,25Masa at. del Cl =

35,5

asa at. del Cl =

Masa atmica ponderada del Cloro


1.4. Istopos


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RESUMEN

El nmero atmico Z :Es un nmero entero igual al nmero de protones en el ncleo del

tomo.

Tambin es el nmero de electrones en un tomo neutro.

Es el mismo para todos los tomos de un mismo elemento.

El nmero msico A:

Es un nmero entero igual a la suma del nmero de protones y

neutrones del ncleo de un tomo, de un istopo particular de un

elemento.

Es diferente para los distintos istopos de un mismo elemento.

La masa atmica es la media ponderada de las masas de los istopos. Sonpor tanto nmeros fraccionarios, no enteros. (Muchos elementos aparecen

en la naturaleza como mezclas de istopos).



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La longitud ) de onda se define

como la distancia entre dos puntos

idnticos adyacentes en la onda.

La frecuencia ) es el nmero de

crestas de onda que pasan por un

punto dado en la unidad de tiempo.

La amplitud A) es la altura mxima

de la onda por encima de la lneacentral o por debajo.

La radiacin electromagntica es una forma de transmisin de energa quepuede describirse en trminos de ondas.

= velocidad de propagacin de la onda

2. Estructura electrnica de los tomos

2.1. Radiacin electromagntica



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Onda electromagntica

- Es una perturbacin que transmite energa a travs del espacio o un

medio material.

- Se propagan mediante la oscilacin de un campo elctrico y otro

magntico perpendiculares entre s.

2.1 Radiacin electromagntica


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La radiacin electromagntica tiene una velocidad de

propagacin constante en el vaco denominada velocidad de la

luz. c = 2,99.10

8

m/s

c =

El espectro electromagntico recoge los distintos tipos de radiaciones

electromagnticas en funcin de su longitud de onda.




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El espectro electromagntico

La regin visible, que se extiende desde el violeta con la menor longitud

de onda hasta el rojo como longitud de onda ms larga, es nicamente

una pequea regin del espectro.




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2.2 Espectros atmicos

Adems, las ondas electromagnticas de diferente longitud de onda,

aunque tienen la misma velocidad en el vaco, tienen velocidades

ligeramente diferentes en el aire o en otros medios.


En un medio como el vidrio la velocidad de la luz es menor que en

el vaco. Como consecuencia la luz es refractada o desviada cuandopasa de un medio a otro.

Espectro continuo

sin = sin

Ley de Snell


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La luz blanca consiste en un nmero elevado de ondas con diferentes .

Cuando un haz de luz blanca pasa a travs de un medio transparente las

diferentes longitudes de onda son refractadas de forma diferente, esdispersada en una banda o espectro de colores. El espectro de la luz

blanca es continuo.

En incandescencia los slidos, lquidos y gases a alta presin dan

espectros continuos.




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Sin embargo, cuando a travs de un gas a baja presin en un tubo devaco se pasa una corriente elctrica, la luz que emite el gas se dispersapor un prisma en diferentes lneas (espectro discreto).

Espectro de emisin

De igual forma podemos iluminar un gas con un haz de luz blanca (quecontiene una distribucin continua de longitudes de onda) y analizar el hazque emerge, se observa que solo se han absorbido ciertas longitudes deonda que adems coinciden con las obtenidas en el espectro de emisin.

Espectro de absorcin




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Segn Planck la diferencia entre dos de las energas

permitidas de un sistema tiene un valor especfico: cuanto

de energa.

En 1900 Max Planck propuso que la intensidad de la

radiacin emitida por un objeto no aumentaba de

manera indefinida: energa, como la materia, esdiscontinu .

Ecuacin de Planck E =

Hiptesis de Planck: elgrupo de tomos de un objeto caliente debe tener

una energa:: energa

=n h n: nmero entero

: frecuenciah: constante de Planck = 6,62607 x 10-34 J s

2.3. Hiptesis de Planck


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El postulado de Planck establece que existe una cantidad discreta de

energa que se pierde o se gana al interactuar una fuente luminosa con los

tomos. La radiacin electromagntica esta cuantizada, solo puede existir

en unidades de tamaollamadas fotones.



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En el efecto fotoelctrico se produce un haz deelectrones por accin de la luz sobre la

superficie de algunos metales.

El nmero de electrones emitido depende de laintensidad o brillo de la luz pero no susenergas, que dependen nicamente de lafrecuencia (o color) de la luz.

http://www.einsteinatoz.com/faq.shtml

2.4. El Efecto fotoelctrico

Para explicar este fenmeno Einstein supusoque la radiacin electromagntica tienepropiedades como las partculas y que laspartculas de luz, llamadas fotones tienen unaenerga caracterstica que viene dada por laecuacin de Planck.

=1

2

=


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De Broglie, considerando la naturaleza de la luz, propuso la dualidad onda

corpsculo.Partculas pequeas de materia, como el electrn, pueden mostrar

propiedades de ondas. Es decir, un partcula de masa m y velocidad v tiene

una longitud de onda asociada.

= h/p = h/mv

p = momento de la partcula

h = constante de Planck


2.5. Dualidad Onda Corpsculo


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Bohr avanz en el modelo atmico utilizando la

hiptesis cuntica de Planck.

2.6. El tomo de Bohr

El electrn se mueve en rbitas circulares alrededordel ncleo.

El electrn solo tiene un conjunto de rbitas

permitidas, llamadosestados estacionarios.


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El espectro del gas hidrgeno ha sido uno de los ms estudiados.Presenta 4 longitudes de onda en el espectro visible.

Rydberg estableci a finales del siglo XIX una ecuacin que relacionaba

las distintas longitudes de onda

1/

= R 1/n

1

2

-1/n

2

2

)

R = 1,097.10

7

m

-1

Constante de

Rydberg

n1y n2nmeros enteros positivos,

donde n2

> n

1

Espectro del tomo de H


2.6 El tomo de Bohr

2.6 El tomo de Bohr


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Puesto que la energa esta cuantizada, esdecir, solo son posibles ciertos valores deenerga electrnica, los electrones solo sepueden encontrar en ciertas rbitas.

Cada rbita corresponde a un nivel deenerga definido para el electrn, demodo que cuando un electrn sepromueve de un nivel de energa inferiora un nivel de energa superior absorbeuna cantidad de energa definida o

cuantizada.

Cuando el electrn vuelve a caer al nivelde energa original, emite exactamente lamisma cantidad de energa que absorbi.

Bohr postul que para un tomo dehidrgeno su electrn se encuentra enmovimiento en torno al ncleo enrbitas circulares.


2.6 El tomo de Bohr


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Diagrama de niveles de energa para el tomo de hidrgeno

Cuando el electrn cae de las orbitas de nmero ms alto a la

orbitan= 1 emite energa en forma de luz ultravioleta que

produce una serie espectral llamada serie de Lynman.

Si el electrn adquiere

2,179 10-18 J de

energa, se desplaza a laorbita n= , y tiene

lugar la ionizacin del

tomo H.

Las transiciones hastan= 3 dan lugar a lneas espectrales en el

infrarrojo.

Las transiciones electrnicas hasta la orbita n= 2 dan lugar a lneas en la serie

Balmer.


2.6 El tomo de Bohr


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Segn Bohr el radio de la rbita circular responda a la frmula:

r = n

2

o

n es un nmero entero positivo (1,2,3..)que describe la rbita

a

o

es el radio de Bohr

La energa potencial del electrn en la rbita (su estabilidad):

E = -1/n

2

[h

2

/8ma

o

]

A mayor valor de n, ms alejada del ncleo se encuentra la rbita y el

radio aumenta a medida que aumenta el cuadrado de n.

2n

1E

2

nr

h constante de Planck;

m

masa del electrn


2.6 El tomo de Bohr


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La energa electrnica aumenta (se hace menos

negativa y menor en magnitud) cuando n aumenta,

es decir, para rbitas alejadas del ncleo, de modo

que en estos niveles el electrn se encuentra en unestado menos estable.

Cuando n = 1, el electrn se encuentra a la distancia ms pequea

posible del ncleo y en su energa ms baja (ms negativa).

Para valores de n muy grandes, cuando n se aproxima a infinito, el

electrn est mucho ms alejado del ncleo, la energa es altaacercndose a 0.

Aunque la teora de Bohr explico satisfactoriamente los espectros delhidrgeno y otras especies con un nico electrn no pudo calcular las

longitudes de onda de los espectros observados para especies ms

complejas.

2n

1E



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2.7. Mecnica cuntica

2.7.1. Necesidad de la Teora Cuntica

2.7.2 . Principios Fundamentales

2.7.3. Descripcin Mecanocuntica del tomo: Ecuacinde Schrdinger



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La fsica clsica no es suficiente para explicar los fenmenos a nivel

atmico y molecular.

De acuerdo con la fsica clsica los electrones estacionarioscargados negativamente deberan ser atrados por el ncleocargado positivamente, lo que sugiere que los electronesdeben tener un movimiento en rbitas determinados.

2.7.1 Necesidad de la Teora Cuntica

El modelo atmico de Rutherford no indica como se ordenanlos electrones alrededor del ncleo.


El modelo atmico propuesto por Niels Bohr tambin presentaba graves

limitaciones:

No logra explicar los espectros de tomos polielectrnicos.

Adems, su manera de presentar al electrn como una

simple partcula que gira alrededor del ncleo supone un

problema. El modelo de Bohr no fue ms que un paso

fundamental en el camino del desarrollo de un modelo

mucho ms completo.


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2.7.2. Principios Fundamentales de la Teora Cuntica


i. Hiptesis de Planck: Cuantizacin de la Energa

ii. Dualidad Onda-Corpsculoiii. Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Las leyes de la fsica clsica permiten, por

ejemplo, determinar el punto exacto en elque aterrizar un cohete despus de lanzarlo,

de modo que cuanto mayor es la precisin

con la que medimos las variables que afectan

a la trayectoria del cohete ms exacto ser el

clculo.

En lo que a partculas subatmicas se refiere las dos variables que

deben medirse son posicin y velocidad.

iii. Principio de Incertidumbre de Heisenberg


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Heinsenberg lleg a la conclusin de que siempre existe incertidumbre enla medida, de modo que es imposible determinar simultneamente elmomento y la posicin de un electrn (o cualquier otra partculasubatmica) con exactitud.


2

Imprecisin en la posicin (m)

Imprecisin en el momento = meve(Kgm/s)

De un electrn que

circula en una orbital

de radio rSi medimos

Velocidad v(m/s)

Posicin x(m)

iii. Principio de Incertidumbre de Heisenberg


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Ejemplo 1.Suponga que el radio de la rbita que describe el electrn en el tomo H, se hadeterminado con un alto grado de precisin, 1%, encontrando que el radio de larbita es 0,050 nm ( 0,50 ) Qu se sabe respecto a la velocidad?

Ejemplo 2Suponga ahora el caso de una pelota de Tenis, con masa m=200 g que, siendomacroscpica, su posicin la podemos conocer con una precisin x = 0,0001 m ynos interesa saber sobre el error en su velocidad.


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Schrdinger, en 1927 obtuvo un gran xito altratar los electrones como una onda material,es decir, como onda y como materia.

2.7.3. Descripcin Mecanocuntica del tomo. Ecuacin de

Schrdinger.

Punto de partida: Mecnica Clsica


Schrdinger modifico una ecuacin ya existente de una

onda estacionaria tridimensional imponindole las

restricciones de longitud de onda de De Broglie.

La ecuacin le permiti calcular los niveles de energa para

el tomo de hidrgeno.

2.7.3. Descripcin Mecanocuntica del tomo.


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EV

zyxm

h

2

2

2

2

2

2

2

2

8

H

=E

Las funciones de onda describen los estados disponibles para

el electrn.

Las funciones de onda se denominan orbitales.


Las ondas permitidas para los electrones estn descritas por

determinadas ecuaciones cuyas soluciones aceptables se

llaman funciones de onda.

Condiciones que debe cumplir: Continua, Unvoca y estar

normalizada.

2.7.3. Descripcin Mecanocuntica del tomo.


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(psi) funcin de onda, es una funcin matemtica sinsentido fsico. La densidad de probabilidad electrnicao la probabilidad de encontrar a un electrn en un

punto del tomo viene dada por el cuadrado de lafuncin de onda y es proporcional a r22, donde r esla distancia al ncleo.

El procedimiento matemtico para obtener funciones

de onda aceptables requiere el uso de determinados

parmetros denominados nmeros cunticos.

Un orbital atmico es la regin del espacio en la quela probabilidad de encontrar al electrn es alta, en untomo los orbitales atmicos tomados conjuntamentepueden representarse como una nube difusa deelectrones.



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Los nmeros cunticos se usan para designar las configuraciones

electrnicas de los tomos.

Describe el nivel de energa que ocupa el electrn, puede sercualquier nmero entero positivo.

n = 1, 2, 3, 4, ...


2.8. Nmeros Cunticos y Orbitales Atmicos

Nmero cuntico principal



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El valor de l designa un subnivel, cada valor se denota poruna letra.

l = 0, 1, 2, 3, ... n-1)

s, p, d, f, ...

Nmero cuntico

secundario o azimutal

Designa la regin del espacio que ocupa el electrn. Es la

forma del orbital.

En cada nivel de energa definido por el valor de n, (el

nmero cuntico principal) l puede tomar valores enteros

desde 0 hasta n-1.




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Existen tres regiones en el espacio distintas asociadas a unsubnivel p, se denominan orbitales p

x,

p

y

and p

z

.

Nmero cuntico

magntico

En cada subnivel m

puede tomar cualquier valor enterodesde l hasta +l, ambos incluidos.

Por ejemplo, cuando l = 1 que designa el subnivel p haytres valores de m

permitidos 1, 0 and +1,


Designa la orientacin espacial de un orbital.



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El nmero cuntico de

spin


Est relacionado con el sentido de giro del electrn sobresu propio eje.Puede tomar dos valores +

Orbitales Atmicos



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En la grafica se observan la distribuciones de densidad electrnica asociadas a

orbitales s, la curva de densidad de probabilidad es la misma independientementede la direccin en el tomo, se trata de un orbital esfrico y simtrico, las nubeselectrnicas son tridimensionales.

Para un orbital 1s la mxima probabilidad o mximadensidad de carga se encuentra cerca del ncleo r = 0.

Para el orbital 2s la densidad es ms alta cerca del ncleoa r = 0, cae hasta 0 a una determinada distancia delncleo y vuelve a ascender hasta alcanzar un nuevomximo.


Orbitaless

(l=0)

O b l (l )2.8. Nmeros Cunticos y Orbitales Atmicos


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Para un orbital 2p la probabilidad es cero en el ncleo y aumenta hastaun mximo por cada uno de los lados y luego cae con la distancia sobre

una lnea que pasa a travs del ncleo, es decir, a lo largo de los ejesx,y,z.


Orbitalesp

(l=1)



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El nivel de energa de cada orbital atmico en un tomo est

indicado por el nmero cuntico principal n.

El valor n = 1 describe el primer nivel de energa, el ms bajo, estos

niveles se denominan capas electrnicas.

La capacidad electrnica para un nivel dado viene dado por 2n2.

Cada nivel de energa tiene un subnivel s definido por l = 0,

distinguimos, por tanto, entre orbitales en diferentes capas

electrnicas.El orbital 1s indica el orbital s del primer nivel de energa, 2s el orbital

s del segundo nivel, 3s, 4s, etc.

A partir del segundo nivel de energa n = 2 cada nivel contiene

adems un subnivel p, definido por l = 1. 2p, 3p, 4pCada subnivel p consiste en un conjunto de 3 orbitales atmicos p

diferentes , los permitidos por el nmero m

, denominados px, py, pzindicando los ejes a lo largo de los que se dirige cada uno de los tres

orbitales.




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En el tercer nivel de energa,

cada nivel contiene un tercersubnivel l = 2, compuesto

por 5 orbitales atmicos d.

m

l

=-2, -1, 0, +1, +2

3d, 4d, 5d


Orbitalesd

(l=2)



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En el nivel 4 y siguientes hay un cuarto subnivel

l = 3 que contiene un conjunto de siete orbitales atmicos f.


Orbitalesf

(l=3)



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RESUMEN

Nivel de Energa

n

Nmero de

subniveles por

nivel de energa

Nmero de

orbitales

atmicos n

Nmero mximo

de electrones n

1 1 1 (1s) 2

2 24 (2s, 2px, 2py,

2pz)

8

3 39 (3s, 3px, 3py,

3pz,y 5 orbitales

3d)18

4 4

16 (4s,

4px,4py,4pz, 5orbitales 4dy 7

orbitales 4f)

32

5 5 25 50



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Los electrones actan como si girasen alrededor de un eje que

pasa por sus centros. Puesto que hay dos posibilidades de giro, el nmero cuntico

tiene dos valores.

Cada espn produce un campo magntico.

Cuando dos electrones tienen espines opuestos la atraccin

debida a sus campos magnticos opuestos ayuda a vencer la

repulsin de sus cargas iguales, lo que permite que dos electrones

ocupen la misma regin del espacio, el mismo orbital.


El cuarto nmero cuntico, el

espn, puede tomar dos

valores + o - por tanto,

cada orbital atmico tienecapacidad para dos

electrones.


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2.9. Configuraciones electrnicas

Cada electrn se describe por un conjunto de nmeroscunticos.

La distribucin electrnica de un tomo se denomina

configuracin electrnica y corresponde al tomo aislado en su

estado de energa ms bajo o menos excitado.

La construccin de las configuraciones electrnicas del estado

fundamental se rige por 3 principios o reglas:

Principio de Aufbau Principio de exclusin de Pauli

Regla de Hund


P d A fb



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Principio de Aufbau

Los electrones

ocuparn en primer

lugar los diferentes

orbitales en orden

creciente de energas.

Es decir, primero se

ocuparn los orbitalesde menor energa, y as

sucesivamente.

Los orbitales de ms

baja energa son los demenor (n+l) y a igual

valor de (n+l) los de

menor n.



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Principio Aufbau construccin progresiva)

P i i i d l i d P li



58/64

En un tomo polielectrnico no puede haber dos

electrones con los 4 nmeros cunticos iguales

El principio de exclusin de Pauli interviene de forma directa en la

construccin de las configuraciones electrnicas.


Principio de exclusin de Pauli



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Regla de mxima multiplicidad de Hund

La regla de Hund nos dice que los electrones deben ocupar

todos los orbitales de un subnivel dado antes de empezar aaparearse. Se dice que estos electrones desapareados tienen

espines paralelos.

Cuando hay orbitales con la misma

energa (degenerados), los electronesocupan inicialmente estos orbitales

de forma individual (desapareados).



60/64

s p

s p

s p s p

s p s p

s p s p


Cl [N ]3 23 5 17El t C fi i N



61/64

17Cl [Ne]3s23p5 17

18Ar [Ne]3s23p6 18

19K [Ar]4s1 19

20Ca [Ar]4s2 20

21Sc [Ar]4s2

3d1

2122Ti [Ar]4s

23d2 22

23V [Ar]4s23d3 23

24Cr [Ar]4s13d5 24

25Mn [Ar]4s23d5 25

26Fe [Ar]4s23d6 26

27Co [Ar]4s23d7 27

28Ni [Ar]4s23d8 28

29Cu [Ar]4s13d10 29

30Zn [Ar]4s23d10 30

31Ga [Ar]4s23d104p1 31

32Ge [Ar]4s2

3d10

4p2

3233As [Ar]4s

23d104p3 33

34Se [Ar]4s23d104p4 34

35Br [Ar]4s23d104p5 35

36Kr [Ar]4s23d104p6 36

Elemento Configuracin.

Notacin

Simplificada

Nmero

atmico

Z

1H 1s1 1

2He 1s2

23Li [He]2s

1 3

4Be [He]2s2 4

5B [He]2s22p1 5

6C [He]2s22p2 6

7N [He]2s22p3 7

8O [He]2s22p4 8

9F [He]2s22p5 9

10Ne [He]2s22p6 10

11Na [Ne]3s1 11

12Mg [Ne]3s2 12

13Al [Ne]3s

2

3p

1

1314Si [Ne]3s

23p2 14

15P [Ne]3s23p3 15

16S [Ne]3s23p4 16




62/64

37Rb [Kr]5s1 37

38Sr [Kr]5s2 38

39Y [Kr]5s24d1 39

40Zr [Kr]5s2

4d2

4041Nb [Kr]5s

24d3 41

42Mo [Kr]5s14d5 42

43Tc [Kr]5s24d5 43

44Ru [Kr]5s14d7 44

45Rh [Kr]5s14d8 45

46Pd [Kr]5s04d10 46

47Ag [Kr]5s14d10 47

48Cd [Kr]5s24d10 48

49In [Kr]5s24d105p1 49

50Sn [Kr]5s24d105p2 50

51Sb [Kr]5s2

4d10

5p3

5152Te [Kr]5s

24d105p4 52

53I [Kr]5s24d105p5 53

54Xe [Kr]5s24d105p6 54

55Cs [Xe]6s1 55

56Ba [Xe]6s2 56

57La [Xe]6s25d1 57

58Ce [Xe]6s2

4f2

5d0

5859Pr [Xe]6s

24f35d0 59

60Nd [Xe]6s24f45d0 60

61Pm [Xe]6s24f55d0 61

62Sm [Xe]6s24f65d0 62

63Eu [Xe]6s24f75d0 63

64Gd [Xe]6s24f85d0 64

65Tb [Xe]6s24f95d0 65

66Dy [Xe]6s24f105d0 66

67Ho [Xe]6s24f115d0 67

68Er [Xe]6s24f125d0 68

69Tm [Xe]6s2

4f13

5d0

6970Yb [Xe]6s

24f145d0 70

71Lu [Xe]6s24f145d1 71

72Hf [Xe]6s24f145d2 72




63/64

91Pa [Rn]7s26d15f2 91

92U [Rn]7s26d15f3 92

93Np [Rn]7s26d15f4 93

94Pu [Rn]7s

2

6d

0

5f

6

9495Am [Rn]7s

25f7 95

96Cm [Rn]7s26d15f7 96

97Bk [Rn]7s25f9 97

98Cf [Rn]7s25f10 98

99Es [Rn]7s25f11 99

100Fm [Rn]7s25f12 100

101Md [Rn]7s25f13 101

102No [Rn]7s25f14 102

103Lr [Rn]7s26d15f14 103

104 [Rn]7s26d25f14 104

105 [Rn]7s

2

6d

3

5f

14

105106 [Rn]7s

26d45f14 106

73Ta [Xe]6s24f145d3 73

74W [Xe]6s24f145d4 74

75Re [Xe]6s24f145d5 75

76Os [Xe]6s

2

4f

14

5d

6

7677Ir [Xe]6s

24f145d7 77

78Pt [Xe]6s14f145d9 78

79Au [Xe]6s14f145d10 79

80Hg [Xe]6s24f145d10 80

81Tl [Xe]6s24f145d26p1 81

82Pb [Xe]6s24f145d26p2 82

83Bi [Xe]6s24f145d26p3 83

84Po [Xe]6s24f145d26p4 84

85At [Xe]6s24f145d26p5 85

86Rn [Xe]6s24f145d26p6 86

87Fr [Rn]7s

1

8788Ra [Rn]7s

2 88

89Ac [Rn]7s26d1 89

90Th [Rn]7s26d25f0 90




64/64

Excepciones de metales de transicin a las configuraciones

electrnicas

Pequeas diferencias de energa entre orbitales n-1)d y ns

Rh [Kr]5s

1

4d

8

Ru [Kr]5s

1

4d

7

Pt [Xe]6s

2

5d

9

4f

1

El trasvase de electrones del orbital ns a orbitales n-1)d puede versefavorecido por la estabilidad de las configuraciones esfricas, es decir,subniveles llenos, semillenos o vacos.

Cr [Ar]4s

1

3d

5

Cu [Ar]4s

1

3d

10

Mo [Kr]5s

1

4d

5

Pd [Kr]5s

0

4d

10

Ag [Kr]5s

1

4d

10

Au [Xe]6s

1

5d

10

4f

14

Razonamientos similares pueden hacerse para lantnidos y actnidospara excepciones anlogas con orbitales n-2)f and n-1)d

La [Xe]6s

2

5d

1

Ac [Rn]7s

2

6d

1

Np [Rn]7s

2

6d

1

5f

4

U [Rn] 7s

2

6d

1

5f

3

Al formar cationes los electrones se sacan primero de los orbitales np,luego ns y finalmente n-1)d.

Tema1 Estructura Atómica

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