tema 1- estructura del átomo

TEMA 1- ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.
- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas
con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen
carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de
un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.
Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el
mismo número de protones. Este número, que caracteriza a
cada elemento y lo distingue de los demás, es el número
atómico y se representa con la letra Z.
- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran
los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos
niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es
unas 2000 veces menor que la de un protón.
Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de
electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.
Isótopos
La suma del número de protones y el número de neutrones de un átomo recibe el nombre
de número másico y se representa con la letra A. Aunque todos los átomos de un mismo
elemento se caracterizan por tener el mismo número atómico, pueden tener distinto número
de neutrones.
Llamamos isótopos a las formas atómicas de un mismo elemento que se diferencian en su
número másico.
Historia
 Démokritos
- Demócritos consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas
que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas
partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible.

John Dalton – Teoría atómica
- la materia está formada por pequeňas partículas indivisibles (átomos)
- los átomos del mismo elemento son idénticos y tienen mismas características
- las reacciones químicas no son más que rearreglo de átomos en varias
combinaciones

Thomson – Modelo atómico
- descubrió electrón (lo llamó así por la relación con electricidad)
- una materia positiva con electrones negativos fijos

Rutheford
- descubrió núcleo atómico
1
-
-
-
hizo un experimento donde dejo chocar las partículas de
radiación  con una lamina fina de oro  ciertas partículas se
desviaban, ciertas no
en átomo está núcleo, es mucho más pequeňo que el resto de
átomo pero aquí se concentra casi la mayoría de la masa, y
electrones
después también descubrió el proton (el nucleo de hidrogeno),
el núcleo está compuesto por protones
los electrones están girando alrededor del núcleo (modelo
planetario)

Chadwick
- descubrio neutron
- experimento mientras cual bombardeaba Be con la radiación α, ciertas partículas
desprendían, pero no tenían la carga electrica (no eran influidos por el campo
electromagnético)

Bohr
-

cuenta con la Teoría cuántica de Planck
los electrones está constribuidos en varias capas, niveles
energéticos, para saltar entre ellas es necesario cierto
quantum de energía
electrones giran alrededor del nucleo en orbitales
circulares
Sommerfeld
- dice que no son orbitales circulares sino que elipses que giran formando 8
Módelo actual
- modelo mecano-cuántico
- dualidad onda-corpúsculo: un electrón puede actuar o como
una partícula con masa (carácter corpúsculo) o como una
partícula que vibra con movimiento ondulatorio
- principio de incertidumbre – no se puede saber donde
exactamente está un electrón, pero en la zona de orbital hay
con 95-99%
Estructura electrónica:
Aunque los conocimientos actuales sobre la estructura electrónica de
los átomos son bastante complejos, las ideas básicas son las siguientes:
1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1,
el más interno, al 7, el más externo.
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2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser
de cuatro tipos: s, p, d, f.
3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como
máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f.
La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los
distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y
subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuantos
electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los
enlaces con otros átomos para formar compuestos.
números cuánticos
- definen la posición y las propiedades de cierto electrón
- según el principio de exclusión de Pauli no pueden haber ni 2 electrones con
todos 4 números cuanticos iguales en un átomo
1)
2)
3)
4)
-
número cuántico principal – n
[1,∞], en realidad [1,7]
define el nivel de energía
tambien las capas se pueden definir según letras: K, L, M, N (1,2,3,4)
cuánto mayor sea n, mayor es el radio del átomo y la energía de la capa
número cuántico secundario/orbital – l
[0, n-1]
está relacionado con la forma del orbital
0:s (esférico) – 2el, 1:p (forma de 8) – 6el, 2:d (forma de dos 8) – 10el, 3:f
número cuántico magnético – m
[-l, l]
define la orientacion del orbital en el espacio
orbital s: 0 (solo una posibilidad), orbital p:-1,0,1 (ejes x,y,z), ..
número cuántico de espín – s
{1/2, -1/2}
cada electrón está girando alrededor de su eje – este numero define el sentido
del giro
orbital degenerado – un orbital que tiene iguales los 9 numeros cuánticos, los electrones solo
se definen según su espín
reglas para la configuración electrónica
- configuración electrónica = distribución de electrones en los orbitales
regla de construccion, regla de n+l
- los orbitales se llenan según la suma de n+l
- si esta suma es igual en dos orbitales, depende del n solo
- 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s ..
principio de exclusion de Pauli
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no pueden haber ni dos electrones con los 4 números cuantico iguales en un
átomo
- por lo menos hay que tener diferente espín (orbitales degenerados)
regla de la máxima multiplicada de Hund
- en un orbital, primero se colocan los electrones del mismo espín, despues se
llenan con los del contrario
estado de excitación
- teoría que explica la capacidad de un átomo de formar más enlaces de lo que
propone la teoría de los tres principios anteriores
- esto puede pasar si en un átomo, en el mismo nivel, hay por lo menos un par de
electrones libres y un orbital libre
- con cierta E de excitacion el electron formando par pasa a este orbital libre y así
forma un enlace libre (los electrones se reordenan)
-
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