el átomo, su estructura y configuración

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INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO SIMÓN BOLIVAR
SEDE: CENTRAL - TARDE
GUÍA 1 QUÍMICA
PRIMER PERIODO
ALUMNO: ___________________________________
PROFESOR: Mg. JOSÉ ANTONIO CELÍN LUNA FECHA: ___ / ___/ 2012
COD:
______
GRADO: 8 ____
EL ÁTOMO, SU ESTRUCTURA Y CONFIGURACIÓN
Desempeño: Reconoce la estructura atómica y su relación con los niveles cuánticos del átomo.
1. TEORÍA ATÓMICA Y SU EVOLUCIÓN FILOSOFÍCA Y CIENTÍFICA
Desde los tiempos de Tales de Mileto, unos 600 años a.C., los filósofos griegos empezaron a hacer especulaciones lógicas
sobre el mundo físico, en lugar de confiar en los mitos para explicar los fenómenos. El mismo Tales pensaba que toda la
materia procedía del agua, que podía solidificarse en tierra o evaporarse en aire. Sus sucesores ampliaron esta teoría en la
idea de que el mundo estaba compuesto por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego.
A medida que los científicos fueron conociendo la estructura del átomo a través de experimentos, modificaron
su modelo atómico para ajustarse a los datos experimentales. El físico británico Joseph John Thomson observó
que los átomos contienen cargas negativas y positivas, mientras que su compatriota Ernest Rutherford
descubrió que la carga positiva del átomo está concentrada en un núcleo. El físico danés Niels Bohr propuso la
hipótesis de que los electrones sólo describen órbitas en torno al núcleo a determinadas distancias, y su colega
austriaco Erwin Schrödinger descubrió que, de hecho, los electrones de un átomo se comportan más como
ondas que como partículas y es lo que propone el modelo atómico
actual.
2. LOS ORBITALES ATÓMICOS
Los orbitales atómicos son descripciones matemáticas de la
probabilidad de encontrar en un lugar determinado los electrones
de un átomo o molécula. Estas descripciones se obtienen
resolviendo la llamada ecuación de Schrödinger. Los orbitales
mostrados ilustran la distribución espacial de electrones con
momento angular progresivamente mayor (s, p, d, f), que
actualmente se conocen como subniveles de energía. Nunca
puede haber más de dos electrones en un mismo orbital de cada
subnivel. La distribución global de los electrones de un átomo es
la suma de muchos orbitales semejantes. Esta descripción se ha
visto confirmada por muchos experimentos físicos y químicos,
entre ellos una imagen real de un orbital p obtenida por un
microscopio de barrido de efecto túnel. Se puede decir que un
electrón a partir del modelo atómico actual, se puede encontrar un una parte o espacio subatómico probable, lo que describe
que los orbitales en realidad son campos tridimensionales o espaciales imaginarios que ocupan un volumen en la periferia
del átomo fuera del núcleo. Es allí entonces donde la energía se desplaza de un nivel a otro pero se comportan los
electrones como ondas, ya que su movimiento genera interferencia no como partículas comunes sino como partículas
fundamentales energéticas, y la interferencia se produce entonces debido a su movimiento ondulatorio.
3.
LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ELEMENTOS
QUÍMICOS (DISTRIBUCIÓN DE ELECTRONES)
La
distribución de los electrones por medio de la configuración electrónica,
explica la forma subjetiva como se ubican estas partículas subatómicas de carga
negativa, en las orbitas externas al núcleo, lo que en modelo actual se conoce
como nube electrónica. Los electrones se distribuyen primero en los orbitales,
luego estos orbitales están distribuidos en los subniveles que pueden ser (s, p, d, f),
pero a su vez estos subniveles se distribuyen de forma precisa dentro de los niveles
de energía (Niveles cuánticos) que se nombran con las letras K, L, M, N, O, P, Q,
son también numerados como niveles (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), como se muestra en la
siguiente tabla:
as
om
.c
g
N
om
.c
as
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w
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N
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PD
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TABLA DE DISTRIBUCIÓN DE ELECTRONES POR NIVEL Y ORBITAL
NIVEL DE ENERGÍA
SUBNIVE
LES
ORBITALES
ELECTRONES
POR
ORBITAL
ELECTRONES
POR SUBNIVEL
ELECTRONES
POR NIVEL
n= 1
n= 2
s
s
p
s
p
d
sx
sx
px, py, pz
sx
px, py, pz
dx, dy, dz, dxy, dxz,
dxyz,
sx
px, py, pz
dx, dy, dz, dxy, dxz,
fx, fy, fz, fxy, fxz,
fxxy,fxyz
sx
px, py, pz
dx, dy, dz, dxy, dxz,
fx, fy, fz, fxy, fxz,
fxxy,fxyz
sx
px, py, pz
dx, dy, dz, dxy, dxz,
fx, fy, fz, fxy, fxz,
fxxy,fxyz
sx
px, py, pz
dx, dy, dz, dxy, dxz,
fx, fy, fz, fxy, fxz,
fxxy,fxyz
2e2e2e2e2e2e-
2e2e6e2e6e10e-
2e8e-
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2e6e10e14e-
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2e2e2e2e-
2e6e10e14e-
32e-
2e2e2e2e-
2e6e10e14e-
32e-
2e2e2e2e-
2e6e10e14e-
32e-
n= 3
n= 4
s (1)
p (3)
d (5)
f (7)
n= 5
s (1)
p (3)
d (5)
f (7)
n= 6
s (1)
p (3)
d (5)
f (7)
n= 7
s (1)
p (3)
d (5)
f (7)
18e-
3.1 EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE UN ELEMENTO QUÍMICO
Para iniciar la configuración de los electrones de un elemento químico, primero debemos saber como mínimo su
número atómico (Z) que identifica el número de protones (+) del átomo, pero que además supone que por
equilibrio de cargas, deberá ser igual al número de electrones (e-) del elemento dado.
Por ejemplo para un elemento con número atómico Z=20, significará que tiene 20
protones (p+), y por consiguiente tiene también 20 electrones (e-). Se van
distribuyendo según la tabla de configuración lo indica con el orden numerado en
que se llena, 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2. Si es necesario se ordenan por niveles,
pero en el ejemplo dado ya está ordenado.
El número cuántico en que termina indicará el nivel de energía que representa el
periodo en el que se ubica el elemento en la tabla periódica, y el exponente que
lleva este número o la suma de los exponentes del último nivel, indicaran el grupo
al que pertenece el elemento dado aí:
4s2 = último nivel=4 indica el
periodo=4
Número del exponente=2
indica que pertenece al grupo=2
Al revisar en la tabla periódica,
ubicamos que se refiere al
elemento Calcio (Ca) con Z=20 y
está en el periodo= 4 y en el
grupo= 2.
Así mismo se puede hacer para
todos los elementos excepto los
de transición, ni las tierras raras o
lantánidos y actínidos.
as
.c
g
om
N
om
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w
w
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TALLER 1 DE QUÍMICA
PRIMER PERIODO
ALUMNO: ___________________________________
PROFESOR: Mg. JOSÉ ANTONIO CELÍN LUNA FECHA: ___ / ___/ 2012
COD:
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GRADO: 8 ____
EL ÁTOMO, SU ESTRUCTURA Y CONFIGURACIÓN
Lee con tus compañeros de grupo atentamente la guía, y discute sobre los temas allí
tratados consignando la información de esa guía en tu cuaderno de química y resolviendo
al respaldo el presente taller.
1) ¿Cuales fueron los filósofos que intentaron explicar como estaba compuesta la materia y
que decían en sus postulados o teorías.
2) ¿ Que tipo de partículas fundamentales se encuentran dentro del núcleo de un átomo y
cual carga eléctrica tienen según Rutherford?
3) ¿Que tipo de partículas hay en el exterior del núcleo de un átomo y que carga eléctrica
tienen según la propuesta teórica de Niels Bohr? Dibuje este modelo atómico.
4) ¿ Que fallas tuvo el modelo atómico de Bohr y explique como se llego al modelo actual
del átomo?
5) Que es un Orbital atómico según la teoría de la mecánica cuántica? Dibuje los orbitales?
6) ¿Como se trasladan y llenan los electrones en los orbitales y niveles según la teoría cuántica moderna?
7)
¿Según los últimos descubrimientos y experimentos, que tipo de
comportamientos tienen los electrones y por que se dice que producen
interferencias entre ellos?
Halle la configuración electrónica indicando grupo y periodo para los
siguientes elementos químicos:
8) ¿En cuál grupo y periodo se ubicará el elemento con número
atómico Z=17?
9) ¿En cuál grupo y periodo se ubicará el elemento con número
atómico Z= 35?
10) ¿En cuál grupo y periodo se ubicará el elemento con número
atómico Z=47?
11) ¿En cuál grupo y periodo se ubicará el elemento con número
atómico Z=75?
12) Construye una sopa de letras con palabras claves sobre el tema de la presente guía
NO OLVIDES ENTREGAR UN INFORME POR GRUPO, CON TODOS LAS RESPUESTAS
SUSTENTADAS O EXPLICADAS, Y LOS DIBUJOS PEDIDOS PARA COMPLEMENTAR TU
APRENDIZAJE, EN HOJAS DE EXAMEN O DE BLOCK, O AL RESPALDO DE ESTE TALLER.
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