Objetivos
Explicar lo que significa un diagrama de niveles y subniveles de energía
Reconocer y analizar la forma o tipos de orbitales
Analizar el significado físico de los números cuanticos
Elaborar la distribución electrónica de un elemento, conociendo su número atómico
Ilustrar la aplicación de la regla de Moller, Hund, Paulí, y la Teoría de Lewis en la asignación de electrones en el átomo.
IV.- MOTIVACIÓN– Dibujan y realizan ejercicios de algunas congifuraciones electrónicas, indicando el número de electrones por niveles y subniveles. Identifican los tipos de orbitales atómicos y representan los electrones en los niveles de energía.
Realizan ejercicios de aplicación de las reglas de Moeller y Hund. Determinan los números cuanticos de un elemento cualquiera. Aplican el principio de exclusión de Paulí en la distribución electrónica de los átomos.
V.- ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN.-
La nube electrónica
Es el espacio o zona que rodea el núcleo atómico, donde se encuentran los electrones en movimiento, ubicados en regiones denominados reempes u orbítales.
Electrones.- Son partículas elementales de carga negativa que se hallan en rápido movimiento en la nube electrónica, girando alrededor del núcleo y sobre su propio eje. Fue descubierta por J.J Thomson. Los electrones se comportan como partículas y como ondas. La carga eléctrica es de 1,602 x 10 -19 Coulumb, igual a la del protón, pero de signo contrario. Su masa es de 9.11 x 10 -31 Kg.
Configuración electrónica
Los electrones que posee un átomo ocupan diferentes posiciones alrededor del núcleo en:
a).- Niveles de energía
b).- Subniveles de energía
a).- NIVELES DE ENERGIA.- En 1913 Niels Bhor fue el que dio el concepto de niveles de energía y dijo "Es la región en la nube electrónica donde se hallan los electrones girando en orbitas, sin ganar ni perder energía".
Niveles Letras | K | L | M | N | O | P | Q | R |
Numero Quántico Principal(n) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Nota.- Los niveles de energía se representan con letras mayúsculas y números. Cada nivel de energía aloja un número determinado de electrones hasta el cuarto nivel se denomina regla de Rydberg
REGLA DE RYDBERG.- "El máximo de electrones que puede contener un determinado nivel es igual al doble del cuadrado del numero cuantico secundario(n) contando a partir del mas cercano al núcleo"
Formula : 2n2
NIVEL (n) | Regla de rydberg | N° Max de Electrones | |
K(1) | 2 x 12 | 2 | |
L(2) | 2 x 22 | 8 | |
M(3) | 2 x 32 | 18 | |
N(4) | 2 x 42 | 32 | |
O(5) | 32 | ||
P(6) | 18 | ||
Q(7) | 8 | ||
R(8) | 2 | ||
ORBITALES O REEMPE.- Son regiones del espacio en la nube electrónica donde es máxima la probabilidad de encontrar un electrón. Como no se puede conocer con exactitud la posición y trayectoria de os electrones, solo nos conformamos con tener una idea bastante aproximada de la REGIÓN ESPACIO ENERGÉTICO DE MANIFESTACIÓN PROBABILÍSTICA ELECTRÓNICA
Región
Espacio
Energético
Manifestación
Probabilística
Electrónica
EJERCICIOS.- Realiza la distribución electrónica del elemento N° 30 (z) y grafica su estructura electrónica.
EJERCICIOS.- Hacer la distribución electrónica de los siguientes elementos, He, Li, B, C, N, O, Ne, Na, Al, Si, S, K, Ca, Cr, Mn.
Ejemplo:
b).-SUBNIVELES DE ENERGIA.- Son regiones pequeñas donde se localizan los electrones. Se representa con las letras: s,p,d,f
Se les denomina como numero cuantico secundario
Letras | s | p | d | f |
Números | 0 | 1 | 2 | 3 |
s = sharp (neto, nítido)
p = principal
d = Difusa
f = Fundamental
Sub nivel | nombre | l | N° electrones | N° orbitales | N° orbitales | |||||
s | sharp | 0 | 1 o 2 | 1 | un orbital s | |||||
p | principal | 1 | 1,2,…6 | 2 | tres orbitales p | |||||
d | difusa | 2 | 1,2,…..10 | 3 | Cinco orbitales d | |||||
f | fundamental | 3 | 1,2…..14 | 4 | Siete orbitales f | |||||
NUMEROS CUANTICOS
NUMEROS CUANTICOS.- Se les conoce también como los parámetros quánticos. Caracterizan al movimiento de los electrones en las inmediaciones del núcleo atómico.
Los parámetro quánticos son: n(Principal), l(Secundario) , m(magnético) y s (Spin)
1.- Numero quántico principal(n).- Determina el nivel energético principal del electrón. Nos da la idea de distancia entre electrón y núcleo. Tienen los siguientes valores enteros y positivos:
n= 1,2,3,4,5,6,7…..
A medida que aumenta el numero quántico principal mas alto será el nivel de energía del electrón.
2.- Número quántico Secundario o azimutal (l).- Determina el subnivel de energía, e indica la forma de la nube electrónica u orbital alrededor del núcleo. Los numero quánticos secundarios de designan con letras.
l = s.p.d.f
Pueden tener lo valores de 0,1,2,3,…
Los valores de "l" dependen de "n"
n= 1 l = 0 —-s
n = 2 l = 0,1—-s,p
n = 3 l = 0,1,2,3 —— s,p,d,
n = 4 l = 0,1,2,3,4….. s,p,d,f
3.- Numero quántico magnético.- (m).- Representa la orientación de los orbitales electrónico en el espacio. El numero de orientaciones que puede presentar el orbital esta dado por los valores que pueden tomar "m"
m = …..-2.-1, 0 +1, +2 …..
4.- Numero quántico spin (s).- Describe la orientación del giro del electrón. Puede tener los valores de
s = – ½ + ½
ORBITALES ATOMICOS.- Es la región donde existe la posibilidad de encontrar un electrón. Un orbital debe tener como máximo dos electrones con spin opuesto, sobre su propio eje,
REGLA DE HUND o PRINCIPIO DE MAXIMA MULTIPLICIDAD .- Determina la distribución de electrones en orbitales. "Al distribuir electrones en orbitales del mismo subnivel, primero se ubica un electrón en cada orbital y luego de ser posible se procede a aparearlo"
EJERCICIO.- ¿Cuántos orbitales llenos y semillenos tienen el átomo del Nitrógeno (z=7) en su estado fundamental?
Dos orbitales llenos
Tres orbitales semillenos
FORMAS Y TIPOS DE ORBITALES.- No todos los orbitales tienen la misma forma, ni tamaño ni volumen, sino que difieren con el subnivel (l) y nivel(n) respectivamente. Tendremos orbitales tipo s, orbitales tipo p, orbitales tipo d, y orbitales tipo f
TIPOS DE ORBITALES
1.- Orbitales tipo "s"
2.- Orbitales tipo "p"
3.- Orbitales tipo "d"
4.- Orbitales tipo "f"
a).- Orbitales tipo s:.-Son aquellas que corresponden al subnivel s, es decir l = 0. En cada subnivel s. existe un solo orbital tipo s cuya forma es esférica.
b).- Orbitales tipo p:. Son aquellos que corresponde al subnivel p , es decir l=1 de acuerdo a su orientación en el espacio , pueden ser de tres clases Px, Py, y Pz, cuya representación cuantica es (-1, 0 +1) respectivamente y tienen la forma de dos trompos unidos por la púas
c).- Orbitales tipo d y f.- Le corresponde al orbital d 5 orbitales y al f le corresponde 7 orbitales. Debido a que esta forma de representar es muy dificultosa y por carecer de importancia para nuestro propósito no lo vamos a graficar
CONFIGURACION ELECTRONICA.- Es la representación simbólica de la distribución de los electrones en la nube electrónica, en orden de menor a mayor energía relativa.
REGLA DE MOELLER O DEL SERRUCHO.- Sirve para obtener distribuciones electrónicas de los elementos químicos. Esta nueva regla cumple con la tabla periódica actual en bloques de Seaborg que contiene hasta 118 elementos químicos
n = Numero cuántico principal (1,2,3,4,5,6,7…)
l = Numero quántico secundario (0,1,2,3…)
x = Numero de electrones
Ejemplos:
1.- Hacer la distribución electrónica de;
EJERCICIOS.-
VI.- ACTIVIDADES.-
1.- ¿Que demostró Thomson?
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Enviado por:
Pablo Turmero