GUÍA DE ESTUDIO 1° MEDIO UNIDAD 1: ESTRUCTURA ATÓMICA

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Aprendizaje Esperado: Escribir configuraciones electrónicas de átomos simples y determinar los cuatro números cuánticos.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

1- Principio de Mínima Energía

Todos los electrones que forman parte de un átomo adoptan los 4 números cuánticos que les permiten tener la menor energía posible.Puede afirmarse que, por regla general, los números cuánticos más bajos describen electrones de menor energía que los números cuánticos altos. Así el electrón con menor energía será aquel que tenga los siguientes números cuánticos:n = 1 l = 0 m = 0 s = +½

2- Principio de Exclusión de Pauli

“No pueden existir en un mismo átomo dos electrones con sus cuatro números cuánticos iguales”.Sí pueden existir dos electrones con tres números cuánticos iguales pero el cuarto debe ser distinto. Por cada orbital existen sólo 2 electrones en movimiento.

Ejemplo: Determinar los 4 números cuánticos de : 2s2

N° Cuántico 1° electrón 2 ° electrón nlmls

3- Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

Cuando los electrones penetran en un nivel de valores dados de “n” y “l”, los valores de “s” mantienen el mismo signo, o sea, igual spin (llamado spin paralelo) hasta que se haya semicompletado la capacidad, sólo entonces se inicia el apareamiento. Dicho de otro modo, sólo cuando se haya semicompletado un nivel de energía con los electrones, la regla de hund permite el apareamiento y por tanto, completar el nivel electrónico.De este modo la asignación de los números cuánticos para los primeros 10 electrones es la siguiente:

Ejemplo: Distribuir los electrones ubicados en el orbital 3p5 y determinar cuantos se encuentran apareados y cuantos desapareados.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS

El llenado de los niveles energéticos con electrones considerando el principio de construcción se conoce como “CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA”. Para el llenado con electrones debemos considerar los dos primeros números cuánticos, n y l. El siguiente esquema representa el llenado de los orbitales, recuerda que por cada orbital entran como máximo dos electrones.

Pasos a seguir:

1º Identifica el número de electrones que tiene el átomo o ión por configurar a través del número atómico (Z)2º Escribe la estructura de configuración electrónica según el orden de llenado que obedece al principio de mínima energía.3º Completa la configuración electrónica asignando a cada subnivel el máximo de electrones posibles. Nunca utilices el nivel siguiente si el anterior no está lleno, pues los electrones por atracción siempre tratarán de estar lo más cerca del núcleo.

Tipos de Configuraciones:

1- Global: en ella se disponen los electrones según la capacidad de nivel y subniveles.2- 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.

3- Por orbital detallada: se indica la ubicación de los electrones por orbital.4- Diagrama de orbitales: en este se simboliza cada orbital por un casillero, utilizando las expresiones y para representar la disposición del espín de cada electrón.

Ejemplo: Configuración electrónica del 12Mg

Global Global Externa Orbital DetalladaDiagrama

Electrones de Valencia: Son los electrones que se encuentran en el último nivele de energía del átomo siendo estos los responsables de la interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma. Los electrones en los niveles de energía externos son aquellos que serán utilizados en la formación de compuestos.

Ejemplo: Determinar los electrones de valencia para 11Na

Configuración Electrónica Electrones de valencia

Ejercicios

1. Determinar los 4 números cuanticos de los siguientes orbitales atómicos:

Orbital 4py1 5d52 3s2 4f6

1

nl

mls

2- Determinar en número cuántico correspondiente: n = 4 l= l = 3 ml= n = 2 l= l = 4 ml= ml = -1, 0, 1 l =

3- Según los siguientes números cuánticos escribe a que orbital corresponde el electrón:n =3l = 0ml = 0s = +1/2

n =4l = 3ml = -1s = +1/2 y –1/2

n =2l = 1ml = 1s = +1/2

n =4l = 2ml = 0s = +1/2 y – 1/2

4- Realizar la configuración electrónica de los siguientes elementos y determinar sus electrones de valencia. Elemento 11NaGlobal Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

Elemento 17ClGlobal Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

Elemento 13AlGlobal Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

Elemento 18 ArGlobal

Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

Elemento 7 N Global Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

Elemento 35 BrGlobal Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

Elemento 37 RbGlobal Global Externa Diagrama Orbital Detallada Electrones de Valencia

5- A partir de los números cuánticos determina a que elemento corresponde y su configuración electrónica global. n l ml ms Elemento3 1 0 1/2Configuración electrónica:

n l ml ms Elemento2 0 0 ½ y -½Configuración electrónica:

n l ml ms Elemento3 2 2 ½ Configuración electrónica:

n l ml ms Elemento

3 1 -1 ½ Configuración electrónica:

n l ml ms Elemento3 2 2 ½ y -½Configuración electrónica:

6- Encierra en un circulo la alternativa correcta: 1- El concepto de “electrones de valencia” se refiere aA) los electrones del primer nivel energético.B) los electrones más atraídos por el núcleo.C) el número de electrones por nivel energético.D) la cantidad de electrones en el nivel de mayor energía.E) la equivalencia entre electrones y protones para un elemento.2- Si un átomo en estado basal presenta la siguiente configuración electrónica extendida: 1s2, 2s2

2p6, 3s2 3p6, 4s1 La correcta configuración condensada esA) [Ne] 4s1

B) [Ar] 4s1

C) [Ne] 4s2

D) [Ne] 3p6 4s1

E) [Ar] 3p6 4s2

3- Considerando la configuración electrónica para el elemento 9F, el último electrón debiera encontrarse en el orbitalA) sB) pxC) pyD) pzE) d2

4- El primer electrón ubicado en el primer orbital pX de cualquier átomo que lo contenga, tiene número cuántico ml de valorA) 0B) -1C) +1D) -2E) +25- Los elementos con números atómicos 7 y 15, tienen en común el número deI) niveles energéticos con electrones.II) electrones en el nivel de valencia.III) electrones desapareadosDe las anteriores es (son) correcta(s)A) sólo I.B) sólo II.C) sólo III.D) sólo I y II.E) sólo II y III.6- Los átomos 4Be, 12Mg y 20Ca, tienen en común el númeroA) atómico.B) de electrones.C) de neutrones.D) de electrones en el nivel externo.E) de partículas en el núcleo.

7- Los números cuánticos n y l para el electrón número 3 del átomo de Litio tienen respectivamente valoresA) 2 y 0B) 2 y 1C) 3 y 0D) 3 y 1E) 3 y 28- De las siguientes configuraciones electrónicas sólo una NO cumple con el principio de Exclusión (Principio de Pauli), indíquelaA) 1s2, 2s2 2px1 2py1

B) 1s2, 2s2 2px1 2py 2 2pz2

C) 1s2, 2s2 2p3

D) 1s2, 2s2 2p6, 3s3

E) 1s2, 2s2 2px 1 2py1 2pz1

9- El catión 20Ca+2 presenta configuración electrónica igual aA) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6, 4s2 3d2

B) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6, 4s2 3d1

C) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6, 4s2

D) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p4, 4s2

E) 1s2, 2s2 2p6, 3s2 3p6

10- El valor del número cuántico principal (n) y del número cuántico secundario (ℓ) que describen al último electrón del átomo del átomo de 11Na son respectivamenteA) 2 y 0B) 3 y 1C) 2 y 1D) 3 y 2E) 3 y 0