E S T R U C T U R A D E L T O M O Y S I S T E M A P E R I D I C O

MODELO ATMICO DE BOHR

El tomo slo puede poseer unas pocas y determinadas energas; las dems estn prohibidas. Este comportamiento se describe diciendo q el tomo est cuantizado. Bohr supone q el electrn no puede girar a cualquier distancia del ncleo, sino, en ciertas rbitas solamente. Como en cada una tiene una energa diferente (mayor cuanto ms alejado est del ncleo), de ah q las energas permitidas al electrn, y por tanto al tomo en su conjunto, sean nicamente un nm. limitado. As pues, cada tomo est caracterizado por un conjunto definido de niveles de energa: E1, E2, E3, etc.

Otra interesante idea de Bohr para explicar las variaciones de energa q puede experimentar el tomo es suponer q el electrn puede saltar de una rbita a otra. Al suministrar energa al tomo el electrn absorbe una cantidad precisa de sta y salta a una rbita superior. Como la situacin no es estable, termina cayendo a una rbita de menor energa y emite la energa sobrante en forma de luz de

frecuencia dada por la ecuacin de Planck (E=hv). De esta manera se explican las distintas lneas espectrales.

A n se le llama nmero cuntico principal. Dndole valores a n obtenemos los diversos niveles de energa.

El electrn del H (hidrgeno) tiende a ocupar el nivel de menor energa o estado fundamental, ms estable, aunque con aporte energtico suficiente dicho electrn puede encontrarse en un estado excitado, ocupando otro nivel distinto del primero.

LA MECNICA CUNTICA

Principio de incertidumbre Heisenberg afirma q es imposible conocer simultneamente la velocidad y la posicin de una partcula con absoluta exactitud. As, cuanto ms exacta es la medida de la posicin de un electrn, ms grande es la incertidumbre con respecto a su velocidad. Como ambas magnitudes son las que permiten predecir la trayectoria de una partcula, es imposible conocer la trayectoria de un electrn. La idea del electrn girando en rbitas circulares o elpticas, bien definidas, en torno al ncleo es incompatible con el principio de incertidumbre, y demasiado simple para explicar los complejos aconteceres atmicos. MODELO ATMICO DE LA MECNICA CUNTICA

Orbitales. Cada orbital se caracteriza porque: - 1) La energa del tomo est caracterstica. La energa del tomo est cuantizada. - 2) Describe una distribucin espacial del electrn. Lo que marca la diferencia con el modelo de

Bohr es la descripcin del comportamiento del electrn. La ecuacin no determina la posicin o la trayectoria del electrn, sino la mayor o menor probabilidad de q se encuentre en los diversos puntos del tomo. Cada orbital indica una distribucin diferente de la densidad electrnica en el espacio.

Nmeros cunticos El nmero cuntico principal, n, indica el nivel de energa El nmero cuntico secundario, l, indica el subnivel de energa q corresponde a un tipo de orbital. El nmero cuntico magntico, ml, describe la orientacin espacial permitida para un mismo tipo de orbital. Cada electrn en el tomo viene definido por los valores de los tres nmeros cunticos anteriores n, l y ml, q son los mismos del orbital q ocupa, y adems por el valor de un cuarto, llamado nmero cuntico de espn, ms.

DISTRIBUCIN DE LOS ELECTRONES

Principio de exclusin de Pauli. En un mismo tomo no pueden existir dos electrones con los cuatro valores de los nmeros cunticos iguales (en un orbital, slo puede haber como mximo dos electrones, que han de tener espines contrarios (1/2, -1/2)).

SISTEMA PERIDICO

El sistema peridico se construye ordenando los elementos segn su nmero atmico (Z) creciente. As se pone en evidencia la llamada ley peridica, q dice: las propiedades de los elementos son funcin peridica de sus nmeros atmicos.

Los elementos de una misma fila horizontal forman un periodo. Los periodos empiezan siempre con un metal alcalino (grupo 1) y terminan con un halgeno (grupo 17) seguido de un gas noble (grupo 18), que es el que cierra el periodo. A grandes rasgos, los metales ocupan la parte izquierda y central de la tabla, mientras q los no metales se sitan a la derecha. El primer periodo slo contiene dos elementos (H y He). El segundo y el tercero, ocho cada uno. El cuarto y el quinto estn formados por 18 elementos. El sexto tiene 32, y el sptimo permanece abierto.

Existen 18 familias. Elementos representativos. Son los q constituyen las familias largas y comprenden: grupos 1,2,

13,14, 15, 16, 17 y 18; se sitan a ambos extremos de la tabla. 1) Elementos de transicin. Son los q constituyen las familias situadas en el centro de la tabla.

Comprenden grupo 3,4 ,5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12. 2) Elementos de transicin interna. Son los elementos lantnidos y actnidos, ambos con 14

elementos cada uno.

JUSTIFICACIN DEL SISTEMA PERIDICO

Las propiedades qumicas de un elemento dependen casi exclusivamente de la distribucin electrnica del nivel energtico ms externo.

PROPIEDADES PERIDICAS

a) Radio atmico Los rayos atmicos se terminan principalmente por valores medios de datos de diversas molculas

que contienen el tomo de estudio. Dentro de una misma familia, el radio atmico aumenta con Z (o sea, haca abajo) ya q el nmero de capas pobladas de electrones crece gradualmente. En un periodo disminuye al aumentar Z (es decir, hacia la derecha).

b) Energa de ionizacin Es la energa mnima necesaria para arrancar un electrn a un tomo aislado en su estado

fundamental. El proceso da origen a la formacin de un in positivo o catin:

tomo + Ei in+ + e-

En una familia, la energa de ionizacin (Ei) disminuye al aumentar Z (hacia abajo), puesto q los electrones perifricos estn ms ms alejados del ncleo y sienten ms dbilmente la atraccin del ncleo. En un periodo aumenta con Z (hacia la derecha), debido a la creciente carga nuclear y menor radio. Cuanto menor sea la energa de ionizacin de un elemento, mayor tendencia tendr a formar su in positivo, es decir, ms electropositivo.

c) Afinidad electrnica Es la energa desprendida, cuando un tomo capta un electrn. La afinidad electrnica es una

propiedad inversa a la de la energa de ionizacin. En un periodo aumenta hacia la derecha, por regla

general, y en una familia aumenta al disminuir el radio (hacia arriba), puesto que as el ncleo manifiesta con mayor poder su fuerza atractiva.

d) Electronegatividad Mide la mayor o menos atraccin que un tomo ejerce sobre el par de electrones de un enlace con

otro tomo. Las electronegatividades varan peridicamente. En un periodo aumentan hacia la derecha y en una valencia, hacia arriba.

Valencia: viene dada por el nmero de electrones que un tomo tiende a captar o cedes para tener 8 electrones en la ltima capa, q es la configuracin electrnica de un gas noble. La valencia de un elemento viene dada por el nmero de electrones desapareados q tiene o q puede tener.

EN L A C E Q U M I C O ENLACE QUMICO

Las sustancias estn constituidas por agrupaciones de tomos. Unas veces, tales agrupaciones forman agregados neutros: las molculas, y otras, resultan con carga: los iones. Slo los gases nobles, y algunos metales en estado de vapor, estn constituidos por molculas monoatmicas. La unin entre tomos, iones o molculas es lo que constituye el enlace qumico.

El enlace qumico desempea un papel decisivo la configuracin electrnica de la capa ms externa de los tomos, o capa de valencia. Con objetivo de destacar los electrones de valencia se utilizan los llamados diagramas de puntos de Lewis.

Los gases nobles presentan una distribucin electrnica de mxima estabilidad, con los orbitales s y p de valencia ocupados por completo, es decir, con 8 electrones. Los dems elementos poseen incompletos sus niveles de valencia, y de ah su mayor o menor reactividad. En general, cuando se unen dos elementos representativos tienden ambos a alcanzar estructura de gas noble. Se conoce como regla del octeto: los tomos tienden a ganar, a perder o a compartir electrones hasta quedar rodeados de 8 electrones de valencia.

Sean unas u otras configuraciones, la formacin espontnea de un enlace es una manifestacin de la tendencia de cada tomo a alcanzar la ordenacin electrnica ms estable posible. Es decir, la molcula formada representa un estado de menor energa q los tomos aislados. ESTRUCTURA DEL ENLACE INICO

Cuando se encuentra un elemento de los ms metlicos con otro de carcter de muy no metlico, es decir, dos elementos de electronegatividad muy diferente, se forma entre ellos un enlace inico.

Se llama electrovalencia, o valencia inica de un elemento, al nmero de electrones q gana o pierde para formar sus iones. A la electronegatividad se le suele anteponer el signo correspondiente. La frmula de un compuesto inica es siempre una frmula emprica. El nmero de iones q rodea a cada in de signo contrario se llama ndice de coordinacin. CICLO DE BORH-HABER

Se define la energa reticular de una sustancia como la energa necesaria para separar totalmente las partculas de un mol de la misma en estado cristalino. En general, cuanto mayor sea la energa reticular, ms estable ser el cristal, ms elevados sus puntos de fusin, ms duro, etc.

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS INICOS

La atraccin entre iones de signo opuesto es fuerte y se necesita mucha energa para romper la red. Es decir, los compuestos de fusin sern elevados; lo segundo exige disolventes muy polares como el

agua. Referente a las propiedades mecnicas, los slidos inicos son duros, pero al mismo tiempo quebratizados. Son malos conductores, puesto q los electrones estn firmemente sujetos por los iones. En cambio, fundidos conducen corriente elctrica.

ENLACE COVALENTE

El enlace covalente consiste en un par de electrones compartido con dos tomos, que, situado entre ellos,