Sistema Periódico de los elementos y Configuración electrónica

Colegio Antil Mawida
Departamento de Ciencias Naturales
Profesora: Karina Oñate Fuentes
Subsector Química Plan Común
Guía de Trabajo
Refuerzo Contenido y Aprendizaje
N°
2
Fecha
Tiempo 6 Horas
Nombre del/la alumno/a
____________________________________________________________________
Unidad Nº
Núcleos temáticos de la Guía
Objetivos de la Guía
Aprendizaje Esperado
2
Números cuánticos
Configuración electrónica
Comprender el comportamiento de los electrones en el átomo en
base a principios delmodelo mecanocuántico.
Conocer el significado y uso de cada uno de los números cuánticos.
Desarrollar laconfiguración electrónica,reconociendo el númerode
electrones de valenciaen cada caso.
Sistema Periódico de los elementos y Configuración electrónica
MODELO ATOMICO DE BOHR.
Para solucionar los problemas planteados en el modelo átomo de Rutherford, el físico danés Niels Bohr
formuló, en 1913, una hipótesissobre la estructura atómica. Sus postulados eran:
1) El electrón sólo se mueve en unas órbitas circulares "permitidas" (estables) en las que no emiteenergía.
2) El electrón tiene en cada órbita una determinada energía, que es tanto mayor cuanto másalejada esté la
órbita del núcleo.
3) El electrón absorbe energía cuando salta de un estado de menor energía a otro de mayor energía.
4) La emisión de energía se produce cuando un electrón salta desde un estado inicial de mayor
energíahasta otro de menor energía.
Sin embargo, la teoría de Bohr falla al mantener el postulado clásico de que el electrón describe
unatrayectoria definida alrededor del núcleo (orbita).
MODELO MECANO-CUANTICO
.Como se distribuyen los electrones dentro del átomo
- Louis de Broglie: El electrón presenta comportamiento de onda y de partícula (dualidad onda
partícula) por lo que tiene una masa cercana a cero y porta cierta cantidad de energía.
-
Principio de incertidumbre de Heisenberg. No se puede determinar al mismo tiempo la posición
yvelocidad de una partícula.
-
Erwin Schrôdinger: Plantea una función de onda (ecuación matemática) que permite calcular la
zona de mayor probabilidad de encontrar un electrón dentro de un nivel energético. Esa zona se
denomina orbital
El desarrollo del modelo mecanocuántico permite las siguientes resolver las siguientes
interrogantes:
-¿Cuántos electrones están presentes en un átomo?
Cada átomo, molécula e ion presenta un número definido de electrones, que permite identificar a cada
elemento, molécula o átomo en particular. La cantidad de electrones que se encuentran en el último nivel
de energía (electrones de valencia), define las propiedades de los elementos, sus características, etc.
-¿Qué energía poseen los electrones individuales?
Cada electrón que forma parte del átomo tiene una energía asociada, la cual permite identificarlos. Esta
energía tiene valores enteros y definidos, como 1, 2, 3, 4, etc. Un ejemplo de que la energía del electrón
esta cuantizada, son los tubos fluorescentes, las luces de neón o los fuegos artificiales.
-¿En qué parte del átomo se pueden encontrar los electrones?
Los electrones los encontramos en zonas de mayor probabilidad denominadas orbitales atómicos. Estos
orbitales se encuentran alrededor del núcleo atómico.
Orbita: cada una de las trayectorias descrita por los electrones alrededor del núcleo.
Orbital: región del espacio alrededor del núcleo donde hay la máxima probabilidad de encontrar
unelectrón.
En el modelo mecanocuántico los electrones en el átomo se distribuyen en niveles de energía
ysubniveles donde:
Cada nivel de energía se representa por la letra n y posee valores enteros comenzando por el 1.
Cada nivel de energía está formado por uno o mássubniveles los que se representan comos, p, d y f.
Cada subnivel tiene una determinada cantidad de orbitales los que tienen una capacidadmáxima de
alojar electrones.
Con el nacimiento de la física cuántica y el planteamiento del modelo mecanocuántico del átomo se
puede predecir la distribución de los electrones alrededor del núcleo a través de una serie de reglas o
“principios de la teoría mecanocuántica”, los que setraducen en un modelo matemático que reconoce
cuatro números básicos,denominados números cuánticos:
1. Número cuántico principal (n): corresponde a los niveles de energía que a su vez estarían formados por
uno o más subniveles (l), los que vanaumentando en la medida que nos alejamos del núcleo.Este número
puede ir desde el uno en adelante, expresándose sólo en números enteros.
n = 1, 2, 3, ….
2. Número cuántico secundario (l):Este número determina la forma de los orbitales. Cada nivel principal n
incluye n subniveles osubcapas. Todos los orbítales de un subnivel tienen el mismo número cuántico de
momento angular(l) además del mismo número cuántico principal (n).Como sugiere su nombre, I indica el
momentoangular orbital del electrón, una medida de la velocidad a la cual el electrón circula alrededor
delnúcleo. Puede tomar valores enteros positivos desde 0 hasta (n -1).
A cada valor de lse le asignan letras para evitar confusiones:
Las letras s, p, d y f describen las rayas en los espectros de emisión atómica de los metales alcalinos:
sharp (aguda), principal, difusa y fundamental. Después de la f, las demás letras seasignan en orden
alfabético.
Generalmente, al designar un subnivel, también se indica su número cuántico principal.
Ejemplo: subnivel 1s (n = 1 l = 0); subnivel 2p (n = 2 l = 1); subnivel 3d (n = 3 l = 2).
Nùmero Magnètico(m):Este numero cuántico describe la dirección del movimiento orbital del electrón en
el espacio, indica el numero de orbitales contenidos en cada subnivel. Tiene valores enteros desde -l hasta+l
m = -l…………0………….+l
Para cada valor del hay (2l +1) valores enteros de m, es decir, en cada subnivel, habrá(2l+1) orbitales.
Por ejemplo:
a. Para l = 0 (s), m = 0, esto significa que existe un sólo órbital.
b. Para l = 1 (p), m va desde el –1, 0, 1, esto significa que existen tresorbitales, los que se conocen como px,
py, pz
c. Para l = 2 (d), m es –2, –1, 0, +1, +2, lo que significa que en elsubnivel 2 existen cinco orbitales, los que se
conocencomod1, d2, d3, d4, d5.
Nùmero cuàntico de espin (s):Indica el sentido de giro del electrón sobre su propio eje. Paracomprender su
significado debemos considerar que los electrones sedesplazan girando sobre su propio eje, lo que genera a
su alrededor un campo magnético que permitiría la existencia de un máximo de dos
electrones por órbita con espines opuestos + 1/2 y –1/2. Por lo tanto el valor del numero cuantico de espìn
es independiente de los demàs nùmeros.
Repasando: CAPACIDAD DE NIVELES, SUBNIVELES Y ORBITALES.
1) Cada nivel principal de número cuántico n, tienen un total de n subniveles.
2) Cada subnivel de numero cuántico l tiene un total de (2l +1) subniveles.
Orbital
tipo
Valor l
Nº
orbitales
(2 l + 1)
Nº
electrones
s
0
1
2
p
1
3
6
d
2
5
10
f
3
7
14
Actividades de Ejercitación