El atomo_qg_r_vega_b_2012

FACULTAD DE INGENIERIA ADMINISTRATIVA E INDUSTRIAL

ASIGNATURA: QUIMICA I

CODIGO : QU-01

UNIDAD No 01:
MATERIA Y ENERGIA

DOCENTE : Ing ROBERT VEGA BARRANTES

LIMA-PERU

2012

MATERIA Y ENERGIA ROBERT VEGA B

Unidad No 01
MATERIA Y ENERGIA
Clase N0 3 y 4
Estructura Atómica, Teorías, Partículas sub
atómicas , Niveles y subniveles
de Energía, Configuración electrónica


ATOMO

DESARROLLO DE TEORIAS Y MODELOS ATOMICOS

TEORIA MODELO ATOMICO
T.A CLASICAS CUANTICA DE MODERNO
PLANCK O ATOMO
-T. Atómica de MECANO CUANTICO

Dalton -T Atómica de
-T. Atómica Bohr -Principio Dual de
de Thompson -Modelo la Materia
-T Atómica de Atómico de -Principio de la
Rutherford Bohr Incertidumbre
Sommerfield -Estados
Cuantizados de la
Materia


Estructura Atómica

CORTEZA electrones.

ÁTOMO protones.
NÚCLEO

neutrones.

El átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico que se
caracteriza porque conserva las propiedades de dicho elemento.
Un concepto moderno considera al átomo como un sistema dinámico y
energético en equilibrio, constituido por dos partes:


Núcleo: parte central, de carga positiva contiene mas o menos 200
tipos de partículas denominados nucleones, de los cuales los
protones y neutrones son los mas importantes (nucleones
fundamentales), el núcleo concentra casi la totalidad de la masa
atómica (99,99% de dicha masa) .

Corteza: Es la parte del átomo donde se encuentran los electrones,
ocupando ciertos estados de energía (orbitales, subniveles, niveles),
constituye el 99.99% del volumen atómico.
Los electrones se encuentran a distancias no definidas respecto al
núcleo y se desplazan en torno a ella en trayectorias indefinidas,
porque según la mecánica ondulatoria o mecánica cuántica solo se
puede determinar la región espacial energética donde existe la mayor
posibilidad de encontrar un electrón llamado orbital o nube
electrónica. (REEMPE)


Partículas subatómicas Fundamentales:
El átomo esta formada principalmente por tres partículas
fundamentales: electrones, protones y neutrones, el
conocimiento de sus características o propiedades y la
manera de interactuar nos permiten comprender las
propiedades de la materia
Partícula Símbolo Masa Carga Descubridor
gramos UMA absoluta relativa
Electrón e- 9,1095x10-28 0,00055 -1,6022x10-19 -1 J. Thomson
(1897)
Protón P+ 1,672x10-24 1,0073 +1,6022x10-19 +1 W. Wein (1919)

Neutron no 1,675x10-24 1,0087 0 0 J. Chadwich
(1932)


Elemento químico

Todo elemento químico se representa mediante el
llamado símbolo químico donde se acostumbra
señalar determinados parámetros para identificar al
átomo de cada elemento.

A
Z E carga n

A = Numero de masa
z = Numero atómico
#n = Numero de neutrones


Número Atómico (Z): Llamado carga nuclear, es el número de protones
presentes en el núcleo atómico de un elemento, cuando el átomo es
neutro el numero de protones es igual al número de electrones.
Z= numero de protones = # p+
z = #p
Numero de protones y electrones en átomos neutros
Elemento Z Numero de Numero de
protones electrones
Azufre 16 16 16
Arsénico 33 33 33
Carbono 6 6 6
Cloro 17 17 17
Hidrogeno 1 1 1
Fósforo 15 15 15
Magnesio 12 12 12
Oro 79 79 79
Sodio 11 11 11


Numero de masa o Numero masivo (A)
Es el número total de partículas fundamentales en el núcleo de un átomo,
o sea el número de nucleones fundamentales.
A= Numero de protones + Numero de neutrones
A = #p + #n = z + #n
Donde: el numero de neutrones: n= A – z
n= A - # p
Numero de protones y neutrones en átomos neutros
Nuclido Z A Numero de Numero de
protones neutrones
37
Cl17 17 37 17 20
39
K19 19 39 19 20
23
Na11 11 23 11 12
Se llama nuclidos a todo átomo de un elemento que tiene una composición
nuclear definida, es decir numero de protones y neutrones definidos

Carga del átomo (c)
Se determina de acuerdo al numero de protones y electrones que
este posee.
Átomo neutro: #p = #e

Ion:
en general para todo átomo neutro o ionizado se cumple que:
#p ≠ #e
Carga del átomo (c) = #p - #e
Isoelectronico: son aquellos que tiene el mismo numero de
electrones y la misma configuracion electronica
Al 3 Ne
13
8 O -2 10

Ejercicios
1) 27 13 Al 3
2) 35 17 Cl -1


Isótopos: Son nuclidos de un mismo elemento químico que poseen igual
numero de protones pero diferente numero de neutrones y masa.
estos nuclidos presentan igual propiedades químicas pero diferentes
propiedades físicas.
Isótopo Nombre A Z A-Z

8 O16 Oxigeno-16 16 8 8

8 O17 0xigeno-17 17 8 9

8 O18 Oxigeno-18 18 8 10
Isótopo Nombre Abundancia Z n Tipo de agua que forma

H1 Protio 99,985% 1 0 H2O (agua comun)
1

H2 Deuterio 0,015% 1 1 D2O (agua pesada)
1

Tritio 10-15% 1 2 T2O (agua superpesada)
1H
3


Isóbaros: Son nuclidos que pertenecen a elementos diferentes, poseen
igual numero de masa, diferente numero atómico y diferente numero
de neutrones.
Son nuclidos con propiedades físicas y químicas diferentes. Ej
20 Ca 20 protones 18 Ar 18 protones
40 40

20 neutrones 22 neutrones

40 nucleones 40 nucleones
Isótonos: Son nuclidos que poseen diferente numero de protones,
diferentes números de masa pero igual numero de neutrones.
Son nuclidos con propiedades físicas y químicas diferentes. Ej
12 Mg 12 protones 11 Na 11 protones
24 23

12 neutrones 12
neutrones
12 electrones 11
electrones


Problemas de aplicación
1-La suma de los números atómicos de 2 isóbaros es de 13, el de menor Z
tiene 8 neutrones y el otro 7. Hallar el número de masa.

2-Si se sabe que el elemento 48 19 A es isobaro del elemento y x B y además B
tiene 13 neutrones, Hallar el numero de electrones de B, cuando se carga
con -1
3-Indique el numero atómico de un elemento que posee dos isótopos,
sabiendo
que la suma de los neutrones de estos es 15 y la suma de las masas
atómicas es 29
4-En el núcleo de un atomo los neutrones y protones estan en la relacion de
6 a 4 si su numero de masa es 90, hallar el valor de Z.


NUMEROS CUANTICOS
son valores numéricos que indican las características de
los electrones de los átomos. sirve para indicar la posición
de un electron dentro del átomo
1-Numero cuántico principal, (n) Indica el nivel de
energía principal que ocupa el electrón y el tamaño del
orbital por lo tanto toma valores enteros n= 1, 2,3, 4, 5, 7
Notación cuántica 1 2 3 4 5 6 7
Notación espectroscópica K L M N O P Q
Numero máximo de electrones 2 8 18 32 32 18 8

capacidad electrónica de un determinado nivel n se
halla con la Regla de Rydberg
# max e = 2n2


2-Numero Cuántico azimutal (secundario), (l)
Indica el subnivel de energía donde este debe encontrarse
dentro de un nivel n y la forma del orbital.
Depende del numero cuantico principal. Sus valores van
desde 0 hasta (n-1)
Notación cuántica 0 1 2 3 4 5 6

Notación espectroscópica s p d f g h i

Numero máximo de electrones 2 6 10 14 18 22 26

El numero máximo de electrones que existe en cada
subnivel se obtiene mediante la formula:
# max ē = 2(2l + 1)


Subniveles Denominación Valores de l Forma de los
orbitales
s Sharp 0 Esférica
p Principal 1 Dilobular
d Diffuse 2 Tetralobular
F fundamental 3 compleja

Orbital s
Forma esférica

Orbital p
Forma dilobular

Orbital d
Forma tetralobular


ORBITAL O REEMPE
Es una zona del espacio donde existe una alta
probabilidad (superior al 90%) de encontrar al electrón.
Esto supone considerar al electrón como una nube
difusa de carga alrededor del núcleo con mayor
densidad en las zonas donde la probabilidad de que se
encuentre dicho electrón es mayor.
En un orbital puede haber como máximo 2 electrones
2ē
orbital apareado, lleno, saturado
1ē orbital desapareado, semilleno
0ē orbital vacío


3-Numero cuántico magnético, ml =(- l ----,0,-----+ l)
Indica la orientacion en el espacio del orbital, es decir
indica al orbital donde se encuentra el electron.
En cada subnivel (l) ,ml puede tomar los valores permitidos
#m = 2(l) + 1

s : l = 0; m = 0 (1 valor)
p :l = 1; m= -1;0;+1 (3 valores)
d: l = 2; m = -2;-1;0;+1;+2 (5 valores)
f: l = 3; m = -3;-2;-1;0;+1;+2;+3 (7 valores)


4- Numero Cuántico de Spin Magnetico (ms)
Indica el sentido de rotación del electrón alrededor de su
propio eje, sus valores permitidos son:
S= -1/2 , + 1/2
Cuando un electrón rota o gira genera un pequeño campo
magnetico, es decir actúa como un pequeño micro imán.


1-En el átomo de oxigeno (Z=8) Determine los posibles
valores de los números cuánticos para el ultimo electrón en
distribuirse
2-Determine el numero atómico de un elemento sabiendo
que los números cuánticos de un electrón desapareado
son: n= 5, l=0
3-Hallar el numero de orbítales desapareados del fierro.
4-Hallar los numero cuánticos del ultimo electrón del
átomo de azufre (Z=16)
5-Si 4p5 es el último subnivel termino de la configuración
electrónica de un átomo ¿Cual es el número atómico?


CONFIGURACION O DISTRIBUCION
ELECTRONICA
Consiste en distribuir los electrones en torno al nucleo
en diferentes estados energéticos ( niveles,
subniveles y orbitales).

1-Distribucion por subniveles Se efectúa según el
principio de aufbau ( alemán= significa construir o
hacer la distribución electrónica) que establece:
“Los electrones se distribuyen en orden creciente de
la energía relativa de los subniveles”
La energía relativa de un subnivel u orbital se evalua
sumando n y l
ER= n+l


1-Que subnivel posee mayor estabilidad 3d o 4s
subnivel n l ER
3d 3 2 5
4s 4 0 4
La energía y la estabilidad guardan una relación inversa Por tanto el subnivel 4s tiene
menor energía relativa, por lo tanto tiene mayor estabilidad y el subnivel 3d tiene
mayor energía relativa, por lo tanto tiene menor estabilidad

2-Cual de los siguientes subniveles posee mayor energía y que subnivel es
el mas estable 5d, 7s, 4f o 6p
Cuando los subniveles presentan la
subnivel n l ER misma energía relativa se llaman
degenerados , entonces el orden de
5d 5 2 7 energía ( absoluta) se efectúa con el
7s 7 0 7 valor de n.
Por tanto el de mayor energía es 7 s y
4f 4 3 7
el de mayor estabilidad es 4f
6p 6 1 7


REGLA DE MOLLER
Es una forma practica para realizar la distribución
electrónica por subniveles según el principio de Aufbau,
también se llama Regla de Serrus

Se observa que a partir del quinto nivel los niveles
o capas son incompletas


Al escribir la configuración electrónica de un elemento se
pone primero el número de nivel y después el subnivel
con el número de electrones que lo ocupan.

Por ejemplo: el Oxígeno (O)...........Z=8
Nº de electrones en el nivel 2

1s 2s p 2 2 4
(2-6)
Nº de electrones en el nivel 1


Ejemplo N01: Realizar la distribucion electrónica del fosforo
Z=15.

Ubicación en la tabla periodica
Periodo: 3
Grupo : V


Ejemplo N02: Realizar la distribucion electrónica del
germanio Z=32 Determinar:
a)El mayor nivel
b)El # de electrones en el nivel mayor
c)La cantidad de subniveles
.


Ejemplo N03 Realizar la distribucion electrónica del
Manganeso Z=25 Determinar:
a)El # de electrones en subniveles principales
b)El # de electrones en el ultimo nivel
c)El # de electrones en el penúltimo nivel
.


1-Realizar la distribución electrónica del calcio (z=20)
2-Realizar la distribución electrónica del Aluminio (Z= 13) y
determinar:
a) El mayor nivel
b) El numero de electrones en el mayor nivel
c) La cantidad de subniveles
3-Cuál es la distribución electrónica de un átomo
cuyo numero atómico es 21
4-Cuál es la distribución electrónica del átomo de
Arsénico cuya masa atómica es 75 y su número
neutrónico es 42?


CONFIGURACION ELECTRONICA KERNEL O
SIMPLIFICADA
Se hace uso de la configuración de un gas noble
y nos permite visualizar de manera rápida el numero
de electrones de valencia, ubicar un elemento en la
tabla periódica moderna, deducir el numero de
electrones que hay en cada periodo de la tabla
periodica.

118e


fosforo Z=15.

Aplicando la config, electrónica Kernel o Simplificada.

15 P= (10Ne) 3s2 3p3


germanio Z=32.

Aplicando la config, electrónica Kernel o Simplificada.

32 Ge= (18Kr) 4s2 3d10 4p2


Principio de Máxima Multiplicidad o de Hund
Establece que:
“Ningún orbital de un mismo subnivel ( de igual energía
relativa) puede contener dos electrones antes que los
demás contengan por lo menos uno, primero se debe
dejar todos los orbitales a medio llenar y luego empezar
el llenado con spines opuestos .
Ejemplos
1-Para el subnivel 4d7 ,determinar la cantidad de
orbitales apareados y orbitales desapareados.
.
2-Realizar la distribución electrónica por orbitales para el
átomo de flúor (Z=9)
(Nota: Primero se realiza la distribucion por subniveles aplicando la regla de
sarrus luego para cada subnivel aplicamos la regla de Hund )


Principio de Exclusión de Pauli
Establece que:
“En un átomo no puede existir 2 electrones cuyo 4
valores de sus números cuánticos sean iguales, al
menos deben diferenciarse en el spin (ms) “
Ejm
Determine los números cuánticos de los electrones en el
átomo de litio (Z=3) y comprobar el principio de
exclusión de Pauli
3 Li= 1s2, 2s1
electrón n l ml ms
e1 1 0 0 +1/2
e2 1 0 0 -1/2
e3 2 0 0 +1/2


EJERCICIOS
1. ¿Cuántos electrones puede haber en un orbital p?
a) 1 b) 6 c) 4 d) 2 e)3

2. ¿Qué letra identifica la capa cuyo número cuántico
principal es 2?
a) S b) L c) M d) R e) B

3. ¿Cuál es el número de orbitales d que existen en una
capa?
a)4 b) 1 c) 3 d) 5 e) 2


4. ¿Cuántos electrones hay en la capa L?
a)8 b) 4 c) 2 d) 1 e)6

5. Si el número cuántico azimutal vale 1 ¿Qué valores
puede tomar el número cuántico magnético?
a)0 b) 0;1;2 c)-1;1 d) 1 e) -1;0;1

6. ¿Cuántos números cuánticos hay?
a)1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

7. En un átomo ¿cuántos electrones puede haber con
los mismos números cuánticos?
a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4


8. ¿Qué configuración electrónica tiene el neón, con 10
electrones?
a)1s2 2s2p3 b) 1s10 c) 1s2 2s8
d)1s2 2s2p6 e) 1s3 2s3p4
9 ¿Cuál es la configuración electrónica del hierro, con
26 electrones?
a)1s22s2p63s2p6d64s2 b)1s22s2p63s2p64s2p6
c)1s32s3p103s3p44s3 d) 1s22s2p63s2p6d8
e)1s22s2p63s2p6
10. Si el número cuántico azimutal vale 1¿Qué valores
puede tener el número cuántico de spín?
a) -1;0;1 b) 0;1 c) 0 d)1 e) -1/2 y 1/2

El atomo_qg_r_vega_b_2012

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (12)

Similar a El atomo_qg_r_vega_b_2012

Similar a El atomo_qg_r_vega_b_2012 (20)

Más de Wagner Santoyo

Más de Wagner Santoyo (20)

Último

Último (20)

El atomo_qg_r_vega_b_2012