TEORIA ATOMICA: LAS PRIMERAS IDEAS DE JOHN DALTON.

La teora atmica de Dalton marca el principio de era moderna de la Qumica. Las hiptesis acerca de la naturaleza de la materia en las que Dalton bas su teora se pueden resumir como sigue:

los elementos estn formados por partculas extremadamente pequeas llamadas tomos. Todos los tomos de un elemento dado son idnticos en tamao, masa y propiedades qumicas. Los tomos de un elemento difieren de los tomos de todos los dems elementos.

Los compuestos estn formados por tomos de mas de un elemento. En cualquier compuesto, l a relacin entre el nmero de tomos de cualquier par de elementos presentes es un entero o una fraccin

simple.

Una reaccin qumica implica slo una separacin, combinacin o redisposicin de tomos; stos no se crean ni se destruyen.

LOS RAYOS X

Los rayos x fueron descubiertos por Rntgen en 1895, y estos tienen las

sisguientes caractersticas:

a) Alta energia .

b) Penetracin de la materia.

c) Producen fluorescencia.

d) Oscurecan las placas fotograficas

LA RADIOACTIVIDAD

Becquerel en 1986 descubri el Fenmeno de la Radioactividad el cual se define como: La emisin espontnea de partculas, radiacin o ambas.

La Radiacin es un termino empleado para describir la Emisin y Transmisin de energa a travs del espacio en forma de ondas.

Dichas ondas son emitidas por:

tomos radioactivos los cuales se experimentan por desintegracin espontnea ejemplo de estos podemos mencionar:

URANIO

PLUTONIO

La radiacin de sustancias Radioactivas esta compuesta por tres radiaciones las cuales

son:

Rayos Alfa ( )

Rayos Beta ( )

Rayos Gamma ( )

Rayos Beta:

Poseen una corriente de electrones (cargas negativas)

Rayos Gamma:

Estos no tienen naturaleza corpuscular y son parecidos a los rayos X (son partculas sin cargas)

Rayos Alfa:

El cientfico Rutherford se dedico al estudio de la radioactividad y demostr que estaban constituidos por una corriente de iones de Helio (partcula alfa con cargas positivas)

2.6 DESCRIPCIN DEL ATOMO SEGN LA MECANICA CUANTICA:

En 1923 Louis De Broglie, fue quien sugiri que los electrones tenan tanto

propiedades de ondas, como propiedades de partculas, esta propuesta constituy la base de la "MECNICA CUNTICA" A consecuencia de este comportamiento dual de los electrones (como onda y como

partcula), surgi el principio enunciado por WERNER HEISENBERG, conocido tambin como "PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE", que dice: "es imposible determinar simultneamente y con exactitud, la posicin y la velocidad

del electrn"

Pero, por qu? Si queremos observar la posicin de un electrn deberamos usar una luz que posee mucha energa, con lo cual la velocidad del electrn cambiara mucho.

En cambio, si la luz utilizada no posee la energa citada en el caso anterior, la velocidad del electrn no cambara mucho, y podra medirse, pero no podramos observar la posicin del electrn.

Para solucionar este problema surge el nuevo concepto,

"EL ORBITAL ATMICO"

ORBITAL ATMICO: es la regin del espacio en la cual existe mayor probabilidad de encontrar al electrn.(Ver figura)

2.7 NUMEROS CUANTICOS

En este modelo atmico, se utilizan los mismos nmeros cunticos que en el

modelo de Bhr y con los mismos valores permitidos, pero cambia su significado fsico, puesto que ahora hay que utilizar el concepto de orbital:

A continuacin se muestra una tabla con los nmeros cuanticos principales

Nmeros cunticos

Significado fsico Valores permitidos

principal (n)

Energa total del electrn (nivel energtico

en que se encuentra el electrn) Distancia del electrn al ncleo.

1, 2, 3....

secundario o azimutal

(l)

Subnivel energtico en donde est el electrn, dentro del nivel determinado por n.

Forma del orbital:

l = 0: orbital s (esfrico)

l = 1: orbital p (bilobulado) (un orbital p en la direccin de cada eje coordenado: px, py, pz)

l = 2: orbital d

0, 1, 2, ..., n-1

magntico (m)

Orientacin del orbital cuando se aplica un campo magntico externo.

-l, ..., 0, ..., + l

espn (s) Sentido de giro del electrn en torno a su propio eje.

1/2

As, cada conjunto de cuatro nmeros cunticos caracteriza a un electrn:

n determina el nivel energtico l determina el subnivel energtico

m determina el orbital concreto dentro de ese subnivel s determina el electrn concreto dentro de los que pueden

alojarse en cada orbital (puede haber dos electrones en cada

orbital).

Orbitales correspondientes al numero cuantico azimutal o secundario:

NMEROS CUNTICOS Y NIVELES DE ENERGA.

Schrdinger encontr que el electrn del tomo de hidrgeno se poda describir por cuatro nmeros cunticos, n, l, ml, s. El primer nmero cuntico el n, nos fija la energa del electrn, y se denomina n cuntico principal. El l, nos describe la forma de

la nube electrnica asociada a un electrnica asociada a un electrn y se denomina n cuntico secundario. Los nmeros cunticos n y l estn relacionados entre s, y l slo puede tomar valores desde 0 hasta (n-1). El n l, sirve para indicar el subnivel de

manera que:

Nmero cuntico l

0 1 2 3

Tipo de subnivel

s p d f

El nmero cuntico magntico ml nos dice cmo est orientada la nube electrnica que rodea al ncleo. Toma cualquier valor entero desde -l , hasta +l pasando por cero. El spn s, es el nmero cuntico asociado al giro del electrn, alrededor de s mismo. Los

valores que toma son + (1/2), -(1/2).

DISTRIBUCIN DE LOS ELECTRONES EN LOS TOMOS. Los e- dentro del tomo se

pueden distribuir en niveles principales, subniveles y orbitales. La manera de mostrar cmo se distribuyen los electrones en un tomo, es a travs de la configuracin electrnica. El orden en el que se van llenando los niveles es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s,

3d, 4p. Pero este orden de llenado debe de cumplir la regla de Hund, que dice: " el orden de llenado en un subnivel es aquel en el que hay un mximo n de orbitales semillenos. Los electrones de estos orbitales tienen los espines paralelos.

Los Nmeros Cunticos

Los nmeros cunticos determinan la regin del espacio-energa de mayor probabilidad

para encontrar a un electrn. El desarrollo de la Teora Cuntica fue realizado por Plank, Maxwell, Schrdinger, Pauling, Heisenberg, Einstein, De Broglie y Boltzmann

Descripcin de los Nmeros Cunticos:

n = Nmero Cuntico Principal: proporciona el Nivel y la distancia promedio relativa del electrn al Ncleo. n posee valores de 1, 2, 3,....

l = Nmero Cuntico Azimutal: proporciona el subnivel. cada orbital de un

subnivel dado es equivalente en energa, en ausencia de un campo magntico. l posee valores desde 0 hasta n-1.

m = Nmero Cuntico Magntico: Define la orientacin del Orbital. m posee valores desde -l pasando por 0 hasta +l

s = Nmero Cuntico de Spin: Define el giro del Electrn. s posee valores de

+1/2 y -1/2.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg: Es imposible determinar simultneamente la posicin exacta y el momento exacto del electrn

Principio de Exclusin de Pauli: Dos electrones del mismo tomo no pueden tener los mismos nmeros cunticos idnticos y por lo tanto un orbital no puede tener ms de dos electrones.

El Nmero mximo de electrones por nivel es

Relacin entre los nmeros cunticos y los orbitales atmicos

n l ml Nde

orbitales

Designacin de los

orbitales atmicos

1 0 0 1 1s

2 0 0 1 2s

2 1 -1 0 +1 3 2px 2py 2pz

3 0 0 1 3s

3 1 -1 0 +1 3 3px 3py 3pz

3 2 -2 -1 0 +1 +2 5 3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2

4 0 0 1 4s

4 1 -1 0 +1 3 4px 4py 4pz

4 2 -2 -1 0 +1 +2 5 4dxy 4dyz 4dxz 4dx2-y2 4dz2

4 3 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 7 -------- 4f --------

CONFIGURACIN ELECTRNICA El orden de construccin para la configuracin electrnica es el siguiente:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6 8s2

DISTRIBUCION ELECTRONICA:

Principios que rigen la distribucin de los electrones.

1. Principio de exclusin de Pauli. Este principio seala que dos electrones no

pueden tener sus 4 nmeros cunticos iguales.

Cada orbital podr tener hasta 2 electrones, teniendo cada uno su espin

diferente.

Los niveles de energa de los orbitales se representan en el grfico siguiente:

2. Principio de Auf-Bau o Construccin. Este principio indica que los electrones se acomodan primero en los niveles de menor energa. Este principio

coincide con la regla de las diagonales.

3. Regla de Hunt o regla de Mxima multiplicidad. Esta regla establece que dentro de un mismo subnvel los electrones se distribuyen equitativamente de uno en uno.

La regla de Hund tambin dice que la distribucin electrnica ms estable en los orbitales es aquella que tenga la mayor cantidad de espines paralelos. La configuracin de los elementos 24 y 25 (5 electrones paralelos en orbital de

llenado) y de los elementos 47 y 48 (10 electrones paralelos en orbital de llenado), son casos de cumplimiento de esta regla.

El diagrama orbital es una forma de mostrar la distribucin de los espines de los electrones en los orbitales:

1. Diagramas energticos. Son configuraciones en las que se indica el nmero total de subniveles por medio de lneas y en lugar de utilizar nmeros para los electrones, se emplean

flechas.

Ejemplo:

Ejemplo: Determine la configuracin electrnica del Sodio (Z = 11).

Na = 1s22s22p63s1 2.8 La Tabla Peridica Historia

La tabla peridica se divide principalmente en Perodos (Secciones Horizontales o Renglones) y Grupos o Familias (Secciones Verticales o Columnas). El nmero atmico

(Z) aumenta hacia la derecha y hacia abajo.

LA TABLA PERIDICA

Qu es?

Se trata de una ordenacin de los elementos de acuerdo con sus propiedades

qumico-fsicas (actualmente el criterio de ordenacin es el nmero atmico, es decir, el nmero de protones que contiene el ncleo del tomo). La tabla peridica

indica ciertas propiedades qumico fsicas de cada elemento. En las ms sencillas, suele indicarse el smbolo, el nmero atmico y la masa. En las tablas ms completas se indica un gran nmero de propiedades, como la electronegatividad --la

electronegatividad mide la tendencia que tiene un tomo de atraer hacia s los electrones compartidos en un enlace covalente-- , potenciales de ionizacin --se trata de la energa necesaria para extraer un electrn de un tomo y convertirlo en un ion

positivo-- , temperaturas de fusin y ebullicin, estructura cristalina, etc.

La Tabla Peridica : Clasificacion

Con el desarrollo de la mecnica cuntica y de la fsica nuclear, se han descubierto

criterios muy precisos para poder ordenar de forma definitivamente los elementos. En

lugar del peso atmico, ahora se utiliza el nmero atmico como criterio principal,

y la es la estructura electrnica de la capa de valencia (nmero y situacin de los electrones de la ltima capa electrnica ocupada de un tomo de un elemento)

La tabla se puede dividir en filas horizontales y columnas verticales. Las filas constituyen periodos, a lo largo de los cuales el nmero atmico aumenta (y el peso atmico, por tanto aumenta tambin). A su vez, los electrones van completando la capa de valencia, lo que provoca variaciones armnicas en las propiedades fsico-

qumicas de los elementos. Todos los elementos de un periodo tienen el mismo nmero de capas electrnicas completas. Es la ltima capa la que se va completando a medida que se avanza por ste.

Las columnas de la tabla constituyen familias de elementos, que tienen en comn la estructura electrnica. Debido a ello presentan importantes similitudes en sus

propiedades qumicas y fsicas y variaciones muy regulares de las mismas. Ejemplos de familias importantes son la de los metales alcalinos(IA), familia del oxgeno (VIA) halgenos(VIIA)

De izquierda a derecha aumenta el nmero atmico y la electronegatividad, a la vez que disminuye el radio. De arriba a abajo aumenta el radio y el nmero atmico, y

disminuye la electronegatividad. Teniendo en cuenta la periodicidad de los elementos de la tabla, podemos hacernos una idea de lo enormemente til que nos resulta la tabla peridica, ya que nos permite predecir las propiedades de un elemento a partir

de su posicin en la tabla peridica, por similitud con las de otros conocidos de su familia o periodo.

Clasificacin de los elementos de la tabla peridica por su configuracin electrnica:

Elementos Representativos: Elementos de los bloques s y p; incluye metales y no metales. Todas sus configuraciones interiores son completas o estables excepto en el nivel exterior o de valencia

Elementos de Transicin: Elementos del bloque d; Se caracterizan por la estructura interna.

Elementos de Transicin Interna: Elementos del Bloque f; Se caracterizan por la estructura interna.

Clasificacin de los elementos por sus propiedades fsicas:

Metales: Son buenos conductores del calor y la electricidad, son maleables y

dctiles, tienen brillo caracterstico. No Metales: Pobres conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, no

son maleables ni dctiles y son frgiles en estado slido.

Metaloides: poseen propiedades intermedias entre Metales y No Metales.

Metales

Localizacin en la tabla peridica

Los metales se encuentran localizados en la parte izquierda y en el centro de la tabla

peridica. Estn presentes en todos los grupos excepto en el VIIA y VIIIA.

En actualidad, nuestra sociedad depende de gran parte de los metales, se cuenta con gran nmero de aleaciones que infinidad de usos, como en la construccin de

maquinarias, edificios, herramientas y automviles. Tambin son indispensables para el ser humano. Por ejemplo, el hierro est en la hemoglobina, el calcio en los huesos, el sodio y el potasio en las clulas, el magnesio contribuye en la accin de las enzimas.

Otros metales importantes para la vida son el zinc, el cobalto, el cromo, el vanadio, el nquel y el cobre.

Propiedades fsicas

Estado de agregacin: Son slidos a temperatura ambiente con excepcin del mercurio que es lquido; el cesio, galio y francio tienen puntos de fusin muy

bajos : 28,7C, 29C y 30C, respectivamente. Conductividad: Son buenos conductores de la energa calorfica y elctrica. Apariencia: Presentan un brillo caracterstico llamado brillo metlico; en algunos

metales slo se aprecia cuando su superficie ha sido recientemente cortado o pulida por que tienden a reaccionar de inmediato con el oxgeno del aire, formndose un xido metlico opaco.

Ductilidad: Es decir, se pueden convertir en hilos. Maleabilidad: Es decir, pueden extenderse fcilmente en lminas Elasticidad y tenacidad: Presentan resistencia a la ruptura; por eso se emplean

en la elaboracin de materiales que deben soportar gran tensin, como las varillas para la construccin.

Color: En la mayora de metales es parecido a la plata, es decir son argentferos (plateados), a excepcin del cobre que es rojo y el oro que es amarillo.

Propiedades qumicas

Propiedades peridicas: retienen debilmente los electrones de la capa ms externa (capa de valencia) por ello los pierden en una reaccin qumica.

Reactividad: la mayora reaccionan con los no metales, principalmente con el

oxgeno, para formar xido y con los halgenos para formar halogenuros. El grado de reactividad varia tanto para los elementos de un grupo como para

los de diferentes grupo, por ejemplo: el litio y el sodio pertenecen al grupo IA,

pero el sodio es mucho ms reactivo.