Química General ESTRUCTURA ATOMICA

I.U.T. “Jacinto Navarro Vallenilla”

Departamento de Tecnología Naval

Asignatura: Química General

Facilitadora: Ing. Karla Ochoa

ESTRUCTURA ATOMICA.

Conceptos previos:

• ¿Qué es el átomo? Partes del átomo.
• Símbolo químico
• Defina: Mol, Número atómico, Masa Atómica, Número de Avogadro
• ¿Qué es la molécula? Masa Molar

A. Tabla Periódica: también llamada tabla periódica de Mendeleiev, es la representación gráfica de todos los elementos. En la actualidad existen 118 elementos de los cuales 90 están presentes en la naturaleza y el resto han sido obtenidos por el hombre.

Los elementos están dispuestos en la tabla periódica en filas y en columnas. Las filas o secuencias horizontales se llaman periodos y son 7. En estos periodos las propiedades de los  elementos varían regularmente.

Las columnas o secuencias verticales se llaman grupo y son 16 (8 corresponden a la familia A y 8 a la familia B). en los grupos los elementos tienen propiedades similares.

A.1. Propiedades periódicas:

Radio atómico: se define como la mitad de la distancia promedio entre dos núcleos que interactúan. A medida que aumenta el periodo en un mismo grupo el radio atómico aumenta, y a medida que se va de izquierda a derecha en un mismo periodo disminuye el radio atómico.

Potencial de Ionización: es la energía necesaria para arrancar un electrón de un elemento químico, encontrándose en su estado fundamental de energía. En la medida que un electrón se encuentre fuertemente unido al núcleo, el potencial de ionización será mayor. En un mismo período aumenta y en un mismo grupo disminuye.

Afinidad electrónica: es una medida de la variación energética que se produce al introducir un electrón en la última capa de un átomo. Disminuye en un mismo grupo y aumenta en un mismo periodo.

Electronegatividad: es la medida de la tendencia de un átomo para atraer electrones. En un mismo grupo disminuye y en un mismo periodo aumenta.

Valencia o número de oxidación: es la capacidad de combinación que presenta un elemento químico. Su valor numérico corresponde a la cantidad de electrones que hay en la última capa del núcleo de cada elemento.        

A.2 Investigar:

Metales, metaloides, no metales

B. Orbitales atómicos  

Conceptos previos.

• Modelos atómicos (Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Mecánica cuántica)
• Estados de un electrón
• ¿Qué son los Niveles y sub niveles de energía?

B.1 Orbitales atómicos  En el contexto de la mecánica cuántica, en la descripción de un átomo se sustituye el concepto de órbita por el de orbital atómico. Un orbital atómico es la región del espacio alrededor del núcleo en el que la probabilidad de encontrar un electrón es máxima. En esencia un átomo es parecido a un sistema planetario. El núcleo sería la estrella y los electrones serían los planetas que la circundan, girando eso sí (los electrones) en órbitas absolutamente no definidas, tanto que no se puede determinar ni el tiempo ni el lugar para ubicar un electrón (Principio de Incertidumbre de Heisenberg).

Los electrones tienen, al girar, distintos niveles de energía según la órbita (en el átomo se llama capa o nivel) que ocupen, más cercana o más lejana del núcleo. Entre más alejada del núcleo, mayor  nivel de energía en la órbita, por la tendencia a intercambiar o ceder electrones desde las capas más alejadas.  Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones para girar alrededor del núcleo, numerados del 1, el más interno o más cercano al núcleo (el que tiene menor nivel de energía), al 7, el más externo o más alejado del núcleo (el que tiene mayor nivel de energía).

B.2 Números Cuánticos: Describen el tamaño, la forma y la orientación en el espacio de los orbitales en un átomo.

• Número cuántico principal (n): describe el tamaño del orbital, por ejemplo: los orbitales para los cuales n=2 son más grandes que aquellos para los cuales n=1. Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1: n=1, 2, 3, 4, etc.
• Número cuántico del momento angular (l):  describe la forma del orbital atómico. Puede tomar valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del número cuántico principal). Por ejemplo si n=5, los valores de  l  pueden ser: l= 0, 1 ,2, 3, 4. Siguiendo la antigua terminología de los espectroscopistas, se designa a los orbitales atómicos en función del valor del número cuántico secundario, l, como: l = 0    orbital s (sharp), l = 1 orbital p (principal), l = 2 orbital d (diffuse), l = 3 orbital f (fundamental)
• Número cuántico magnético (ml): determina la orientación espacial del orbital. Se denomina magnético porque esta orientación espacial se acostumbra a definir en relación a un campo magnético externo. Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l. Por ejemplo, si l=2, los valores posibles para m son: ml=-2, -1, 0, 1, 2.
• Número cuántico de espín (s): sólo puede tomar dos valores: +1/2 y -1/2

Todos los orbitales con el mismo valor del número cuántico principal, n, se encuentran en la misma capa electrónica principal o nivel principal, y todos los orbitales con los mismos valores de n y l están en la misma subcapa o subnivel.

El nombre dado a una subcapa, independientemente de la capa principal en la que se encuentre, está determinado por el número cuántico l, de manera que como se ha indicado anteriormente: l=0 (subcapa s), l=1 (subcapa p), l=2 (subcapa d) y l=3 (subcapa f).

...