Guía Nº 1 Química

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LICEO INDUSTRIAL MUNCIPAL
BENJAMIN FRANKLIN
Guía Nº 2
NOMBRE DEL SECTOR DE APRENDIZAJE:
QUÍMICA
NIVEL DEL SUBSECTOR:
PRIMERO MEDIO
PROFESORES RESPONSABLES:
SONIA CORNEJO
CONTENIDOS DEL PROGRAMA DE ESTUDIOS CONSIDERADO EN EL DOCUMENTO:
Organización de los electrones en cada uno de los niveles de energía de diversos átomos.
NÚMEROS CUÁNTICOS Y CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
En su modelo atómico Erwin Schrödinger, en 1927, estableció que los electrones no giran en orbitas alrededor del núcleo, sino en
orbitales, que corresponden a regiones del espacio en torno al núcleo donde hay una alta probabilidad de encontrar a los electrones.
La distribución de los electrones alrededor del núcleo ( atomico ) obedece a una serie de reglas (
) o principios de la
teoría mecano cuántica, que se traduce en un modelo matemático que reconoce tres números básicos denominados Números
Cuánticos. Existe un cuarto número descubierto posteriormente llamado Espín.
Números Cuánticos
Los números cuánticos describen (
) el estado de los electrones en los orbitales atómicos. Estos son:
1. Número cuántico principal (n): corresponde a los niveles de energía, los que van aumentando a medida que nos alejamos del
núcleo. Este número va desde el 1 en adelante, expresado sólo en números enteros.
2. Número cuántico secundario (l ): representa la existencia de los subniveles energético en el átomo. Se calcula como:
l = 0, 1, 2, … , (n- 1). Por ejemplo: si n = 1 l = 0
n = 2 l = 0,1
Para evitar confusión, la comunidad científica ha aceptado que los números que representan los subniveles sean sustituidos por
letras s, p, d, f, así:
n
l en número
l en letra
1
0
s
2
0, 1
s, p
3
0, 1, 2
s, p, d
4
0, 1, 2, 3
s, p, d, f
3. Número magnético (m): se calcula según el valor de l y representa la orientación (
) de los orbitales presentes en
cada subnivel. m = (-l, …, -1, 0, 1, …, + l). Por ejemplo: si el número l es 1, sabemos que corresponde a un orbital p, en este caso
los posibles valores para m son -1, 0, 1.
4. Número cuántico de Espín (s): Nos da información acerca de la rotación (
) del electrón en torno a su propio eje,
lo que genera un campo magnético a su alrededor permitiendo la existencia de un máximo de dos electrones por órbita con espines
opuestos. Sus valores posibles son ½ o -½.
La distribución de los electrones en los orbitales de un átomo, descrita por los números cuánticos, se denomina configuración
electrónica.
Configuración Electrónica
Explica la ubicación más probable de los electrones. La configuración (
Moeller cuyo orden de llenado se indica mediante flechas en la siguiente figura:
) está descrita mediante el diagrama de
Diagrama de Moeller
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Principio de Construcción o Aufbau: El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación de
electrones en los orbitales de un átomo. Los orbitales se “llenan” respetando los siguientes principios:
1. Principio de mínima energía: Los electrones se ubican en los orbitales de más baja energía, por lo tanto, los de mayor
energía se ocuparán sólo cuando los primeros hayan agotado su capacidad.
2.
Principio de exclusión de Pauli: los orbitales son ocupados por dos electrones como máximo, con espines distintos.
No pueden existir dos electrones que tengan los mismos números cuánticos.
3.
Principio de máxima multiplicidad de Hund: en orbitales de la misma energía, los electrones entran de a uno, ocupando
cada órbita con el mismo espín. Cuando se alcanza el semillenado, se produce el apareamiento con los espines opuestos
Para poder realizar la configuración electrónica se debe establecer el siguiente protocolo:
1. Identificar el número de electrones del átomo o ión por configurar.
2. Escribir la estructura de configuración. El orden de llenado corresponde al principio de mínima energía.
3. Completa la configuración electrónica asignando a cada subnivel el máximo de electrones posibles. (Los electrones
siempre trataran de estar lo más cercano al núcleo).
4. Existen 4 formas de escribir la configuración electrónica:
a. Global: se disponen los electrones según capacidad de nivel y subniveles.
b. Global externa: también se le denomina configuración electrónica resumida. Se indica en un corchete el gas noble
anterior al elemento configurado y posteriormente los niveles y subniveles que no están incluidos en ese gas noble y
pertenecen al elemento configurado. Este tipo de configuración es muy útil cuando el interés está concentrado en conocer
los electrones más externos o lejanos al núcleo, es decir, los que se ubican en la capa más externa, llamados electrones de
valencia.
c. Por orbital detallada: se indica la ubicación de los electrones por orbital.
d. Diagrama de orbitales: se simboliza cada orbital con una línea o casillero, usando flechas para representar la
disposición del espín de cada electrón.
Ejemplo: Na, número atómico = 11
1. Configuración global:
1s22s22p63s1
2. Configuración global externa:
[Ne]3s1
3. Configuración detallada por orbital:
1s22s22px2py2pz23s1
4. Diagrama por orbital:
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ACTIVIDAD 1: DESARROLLO Y USO DE VOCABULARIO
En el texto que acabas de leer hay palabras que están subrayadas, corresponden a conceptos importantes sobre el tema que trabajas
en esta guía y es necesario que los entiendas en el contexto en que están usados.
EJEMPLO
La distribución de los electrones alrededor del núcleo (
) obedece…
(Aquí debes completar con un sinónimo o una explicación coherente con el texto)
Para este fin te invitamos a realizar la siguiente actividad:
1º Busca en el diccionario cada palabra y escribe el significado más apropiado al texto, en la tabla que está a continuación:
Palabra
1. Núcleo
Definición
Centro de un átomo
2.
3.
4.
5.
6.
ACTIVIDAD Nº2
Complete el siguiente cuadro con los números cuánticos:
n
l
4
3
1
3s
4f10
5p3
4d6
m
0
-1
S (espín)
-1/2
1/2
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ACTIVIDAD Nº3
Escribe la configuración electrónica (global y global externa) para los átomos de boro, bromo y fósforo.
-B (Z= 5):
Configuración global: _____________________________________________________________________
Configuración global externa: _______________________________________________________________
-Br (Z = 35)
Configuración global: ____________________________________________________________________
Configuración global externa: ______________________________________________________________
- P (Z = 15)
Configuración global: ____________________________________________________________________
Configuración global externa: ______________________________________________________________