Unidad 7.1 - Estructura Atómica

UdeC/ FCQ/M E Knig Unidad 7 (7-1)

1

Universidad de ConcepcinFacultad de Ciencias Qumicas

Qumica General para Ingeniera

Unidad 7Tema: Estructura electrnica de los

tomos


2

7-1 Modelo atmico

7-2 Propiedades peridicas de los elementos

7-3 Modelos de Enlace qumico


3

Introduccin Los primeros estudios tendientes a entender

estructura de tomos y molculas se inician en el siglo XIX y tuvieron xito limitado.

Pas tiempo antes de de descubrir que las leyes de la fsica clsica no es aplicable a objetos tan pequeos como tomos y molculas.

Con Max Planck, alrededor de 1900, se inicia la fsica cuntica, la que permitocomprender los fenmenos a nivel atmico y molecular.


4

Max Planck1858-1947Fsico, alemnPremio Nobel 1918


5

7-1 Modelo atmico.

Propiedades de la ondas Naturaleza dual de la luz Naturaleza dual del electrn Aplicacin de modelo de Bohr al tomo de

Hidrgeno. Mecnica cuntica Orbitales atmicos Configuracin electrnica.


6

Propiedades de la ondas

Para entender la teora cuntica de Planck es necesario tener conocimiento bsico sobre la naturaleza de las ondas debido a que los fenmenos que permiten el estudio de la estructura atmica involucra radiacin electromagntica.

Existen muchas clases de ondas, entre ellas estn las las ondas de sonido y de luz visible que son percibidas por dos de nuestros sentidos.


7

ONDAONDA: es una perturbacin vibracional cclica por medio de la cual se transmite energa. Su representacin grfica es:

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 200 400 600 800

cima

valle

A

nodo


8

Las caractersticas de una onda son: longitud de onda, : distancia entre

cualquier punto sobre una onda y el punto correspondiente de la onda siguiente. Unidad = m

frecuencia, : nmero de ciclos que una onda experimenta en 1 segundo. Unidad s-1= Hz (hertz)

amplitud, A: es la altura de la cima o la profundidad del valle.


9

menor

mayor

Tres ondas con distintos valores de y de igual amplitud.


10

Amplitud mayor

Amplitud menor

Dos ondas con igual y distintas amplitudes


11

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 200 400 600 800

Se denomina ciclo a una onda completa:

1 onda = 1 ciclo


12

La luz visible es un tipo de radiacin electro-magntica (EM), tambin llamada energa electromagntica o energa radiante.

Otros tipos de radiaciones electromagntica(ms conocidas) son la ondas de radio, las microondas, los rayos X, las ondas de TV


13

Toda radiacin electromagntica consiste de energa que se propaga por medio de campos elctricos y campos magnticos y que alternan aumentos y disminuciones en su intensidad, mientras se mueven en el espacio.

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 200 400 600 800


14

La velocidad de propagacin de una onda se representa por u.

Si se trata de una onda de luz, su velocidad se representa por c y es la velocidad de la luz en el vaco. c = 3,00 x 108 m/s

Unidades: u , c en m/s en m en s-1 = Hz (Hertz)

=u =c


15

Rayos gama Rayos X Ul

tra-

viol

eta

Visi

ble Infrarrojo Microondas Ondas de radio

101210141018 10161020

101210101 108

108 104

10-2

1061010

106102 104

Frecuencia (1/s)

Longitud de onda (nm)

Regin visible400 500 600 700 750


16

Problema 1.Un odontlogo utiliza rayos X (=1,00 ) para tomar una serie de radiografas dentales mientras su paciente escucha una estacin de radio ( = 325 cm) y ve a travs de la ventana el cielo azul ( = 473 nm). Cul es la frecuencia de la radiacin electromagntica de cada fuente?


17

c = con c = 3,00x108 m/s

Equivalencias: 1 = 10-10 m; 1 nm = 10-9 m

11810

8

s103,00m101,00

m/s103,00 : XRayos =

=

178

s109,23m 3,25

m/s103,00 :radio de Onda ==

1149-

8

s106,34m 10473

m/s103,00 :azul luz =

=


18

Tres fenmenos relacionados con la materia y la luz eran especialmente confusos a principios del siglo XX:1) la radiacin del cuerpo negro2) el efecto fotoelctrico3) el espectro atmico

Naturaleza corpuscular de la luz


19

E = n h E = n h , , Relacin de Relacin de PlanckPlanck

ObservacinUn trozo de metal a temperatura alta, se vuelve rojo (1000K), luego anaranjado brillante (1500K) y finalmente blanco brillante (2000K)

ExplicacinLa cantidad deenerga emitida depende de la longitud de onda

1)1) Radiacin de un cuerpo negroRadiacin de un cuerpo negro

Fsica ClsicaLa energa de una onda luminosa esproporcional alcuadrado de sufrecuencia (falla)


20

Planck propuso que el objeto caliente brillante poda emitir (o absorber) slo ciertas cantidades de energa:

E = n h

= energa de la radiacinh = constante de Planck = 6,626 x 10-34 J s= frecuencia de la radiacinn = nmero entero positivo: 1, 2, 3, . llamado

nmero cuntico


21

Interpretaciones posteriores:Los tomos del material emiten slo ciertas cantidades de energa, lo que implica que la energa de los tomos est cuantizada.

Puesto que n es un entero, un tomo puede cambiar su energa en mltiplos enteros de h y el menor cambio de energa se da cuando n = 1.

El menor cambio de energa es: E = h y se denomina un cuanto de energa

cuanto = cantidad fija


22

2) Efecto fotoelctrico.

A pesar de aceptar que la energa est cuantizada, se segua considerando que la energa emitida viajaba como onda.Sin embargo, el modelo ondulatorio de la radiacin no pudo explicar el fenmeno conocido como efecto fotoelctrico.


23

Tubo evacuado

Electrodopositivo

Ampermetro

Batera

Placa de metalsensible a la luz

-+

e-

EFECTO FOTOELCTRICOEFECTO FOTOELCTRICO

Radiacinincidente


24

El fenmeno fotoelctrico se produce cuando luz monocromtica de frecuencia suficientemente alta incide en una placa metlica, arrancando electrones de los tomos de metal, los que son atrados hacia el electrodo positivo generando corriente elctrica.

La frecuencia ms baja que es capaz de sacar electrones del metal se conoce como frecuencia umbral, oEl balance de energa en este fenmeno se puede expresar:

E = h = ho + energa del electrn que sale


25

h = ho + energa del electrn que sale

es la energa con que el electrn est unido al tomo.

generalmente comoenerga cintica

Entonces:

h = ho + melectrn v2electrn


26

Einstein llev ms lejos la idea de la energa cuantizada introducida por Planck y propuso que la radiacin en s misma tiene naturaleza de partcula en forma de cuantos de energaelectromagntica; posteriormente estas partculas se llamaron fotones.Cada tomo cambia su energa toda vez que absorbe o que emite un fotn (una partcula de luz) cuya energa define su frecuencia:

Efotn = h = Etomo


27

Problema 2.La longitud de onda de la radiacin de un horno de microonda que se utiliza para calentar alimentos es 12,0 cm. Cul es la energa de un fotn de esta radiacin?Solucin.Efotn = h; para la radiacin: c = por lo tanto:

J101,66m1012,0

m/s103,00Js106,626E 242834

fotn

=

=

chE fotn =


28

Problema 3.

Calcule la energa de un fotn de luz ultravio-leta de = 10-8m, de luz visible de = 5x10-7m y de luz infrarroja de = 10-4 m.Ordene las radiaciones crecientes: en energa; en longitud de onda; en frecuencia.

Resp: EUV = 2x10-17 J; EV = 4x10-19 J; EIR = 2x10-21 J


29

La teora cuntica de Planck y la del fotn de Einstein le adjudicaron ciertas propiedades a la energa que, hasta entonces haban sido reservadas para la materia: cantidades fijas partculas discretas

A partir de ese momento , estas propiedades han probado ser esenciales para explicar las interacciones de la materia y la energa a nivel atmico.


30

Surge la pregunta:

Cmo se compatibiliza el modelo corpuscular de la energa con hechos como la difraccin y la refraccin, fenmenos que son explicados slo en trminos ondulatorios?

En realidad no existe tal incompatibilidad puesto que el modelo del fotn no reemplaza al modelo ondulatorio, ms bien se agrega a l.

Es necesario aceptar ambos modelos para entender la realidad.


31

3) Espectros atmicos.

La tercera observacin clave de la materia y la energa, que a fines del siglo XIX no poda explicarse, implicaba la emisin de luz por parte de un elemento, cuando es vaporizado y excitado trmica o elctricamente.

(Este fenmeno lo observamos en los letreros luminosos de nen).


32

Si se hace pasar luz solar por una ranura muy angosta y luego se la difracta en un prisma, se origina un espectro continuo (un arco iris).

Si la luz proviene de tomos excitados, su difraccin da origen a un espectro de lneas, esto es una serie de finas lneas individuales, separadas por espacios negros (sin color). Si la radiacin difractada corresponde al visible las lneas son coloreadas.


33

450400 500 550 600 650 750 nm

Tubo de descarga

de hidrgeno

Ranura

Prisma

H410,1 434,1 653,6 486,1

Espectro atmico de emisin de hidrgeno.Espectro atmico de emisin de hidrgeno.Espectro atmico de emisin de hidrgeno.

nm


34

450400 500 550 600 650 750 nm

450400 500 550 600 650 750 nm

450400 500 550 600 650 750 nm

Espectrovisible (nm)

Hg

Sr

Otros espectros atmicosOtros espectros atmicos


35

El espectro de un elemento es diferente del espectro de otro elemento.

Los modelos atmicos de la poca:

Modelo de Thomson: las partculas que constituyen el tomo estn distribuidas libremente en un espacio limitado.

(modelo conocido como budn de pasas)


36

Modelo de Rutherford: el tomo tiene una estructura interna en la cual existe un ncleo ubicado en el centro y los electrones en movimiento en torno al ncleo. Gran parte del tomo esta vaco. Alta densidad de materia est concentrada en el ncleo. Este modelo es tipo planetario.Los electrones deberan caer hacia el ncleo y emitir radiacin EM.


37

lminade oro

(1) Muestra radiactiva emite un rayo de partculas alfa

(2) Rayo de partculas alfa choca la lmina de oro

Bloquede plomo

(3) Chispas de luz cuando partculas alfa chocan contra la superficie recubierta de ZnS, muestran que la mayora de las partculas se trans-miten sin defleccin.

(4) Defleccinpequea, se ve ocasionalmente

(5) Defleccinsevera, muy poca

Experimento de RutherfordExperimento de Rutherford


38

Modelos de Thompson y RutherfordModelos de Modelos de ThompsonThompson y y RutherfordRutherford

Seccin transversal de una lmina de oro compuesta de tomos tipo pastel de pasas.

A. Resultado esperado para modelo de Thomson

Partcu-las

Cero defleccin

Partcu-las

Pequea defleccin

Defleccinsevera

B. Explicacin del resultado para modelo de Rutherford

Seccin transversal de una lmina de oro compuesta de tomos con un ncleo diminuto, macizo y positivo.


39

Segn el modelo de Rutherford, la cada de los electrones hacia el ncleo deba ser en espiral con perdida de energa continua y por tanto el espectro debera ser continuo.

El modelo atmico de Rutherford pareca totalmente incompatible con el espectro de lneas.

Surge un nuevo modelo para los tomos.


40

Modelo de Bohr para el tomo de H.

Niels Bohr (1885-1962), fsico dans, trabajaba en laboratorio de Rutherford, sugiri ~ 1913 un modelo para el tomo de H que predeca la existencia de espectros de lneas.


41

El modelo de Bohr us las ideas de Planck y de Einstein sobre la cuantizacin de la energa y propuso tres postulados:1) El tomo de H tiene slo ciertos niveles de

energa permitidos. 2) El tomo NO emite energa mientras est en

uno de estos estados estacionarios. 3) El tomo cambia de un estado estacionario a

otro cuando el e- pasa de una rbita a otra. Este cambio ocurre por absorcin o por emisin de un fotn cuya energa es igual a la diferencia de las energas de los dos estados.


42

Los niveles de energa permitidos se denominan estados estacionarios.Cada uno de estos estados est asociado con una rbita circular fija del electrn alrededor del ncleo.

El postulado 2) viola las leyes de fsica clsica al establecer que la energa del tomo no cambia a pesar del movimiento del e- en la rbita.

o


43

De acuerdo al postulado 3) cuando el tomo pasa de un estado estacionario a otro estado estacionario, la energa del fotn es:

Efotn = Eestado A Eestado B = h

donde la energa del estado A es mayor que la del estado B.

Este cambio de estado se debe a que el elec-trn cambi de una rbita a otra.


44

Una lnea espectral resulta cuando un fotn de una energa especfica (una frecuencia especfica) se emite a medida que el electrn pasa de un estado de alta energa a otro de energa menor.

Por lo tanto el modelo de Bohr implica que el espectro atmico del H no es continuo porque la energa del tomo tiene solamente ciertos niveles, o estados, discretos.


45

En el modelo de Bohr, el nmero cuntico, n (n = 1, 2, 3, ) est asociado con el radio de la rbita permitida para el electrn, la cual a su vez est directamente relacionada con la energa del electrn. En consecuencia, mientras ms bajo sea el valor de n, menor ser el radio de la rbita y ms bajo el nivel de energa.


46

Cuando el e- est en la rbita ms cercana al ncleo, n = 1, el tomo de H est en su menor nivel del energa. Este estado se llama estado fundamental o nivel fundamental o nivel basal.

Si el electrn se encuentra en un nivel superior, n = 2, 3, , se dice que el tomo de H est en un estado excitado o en nivel excitado.


47

Modelo de Bohr y espectro de hidrgeno

Serie en el visible, n>2 a n=2 Serie en el

Ultravioleta,n>1 a n=1

Serie en elinfrarojo,n>3 a n=3

5

12

3

4

76

+

Serie en elultravioleta

Serie en el visible

Serie en elinfrarojo

0 200 400 600 800 12001000 1400 1600 1800 2000


48

La energa del tomo est cuantizada y est dada por la expresin:

donden es el nmero cuntico, n = 1, 2, 3, 4, En = energa de la rbita n (nivel n).RH es una constante, se llama constante de Rydbergy su valor es 2,18x10-18 J.

Cada nivel de energa tiene asociado un n.

2Hn n1RE =


49

Un esquema de los niveles de energa es:

-2,6914E-209-3,4063E-208-4,449E-207-6,0556E-206-8,72E-205

-1,3625E-194-2,4222E-193-5,45E-192-2,18E-181

En Jn

n = 1

n = 2

n = 3

E = 0 J

E = -2,18x10-18 J

E = -0,545x10-18 J

E = -0,242x10-18 J

E


50

Sean

dos niveles de energa de un tomo de H. Cuando el e- del tomo de H pasa de la rbita de ni a la de nf , la energa del tomo de H cambia del valor

por lo que la variacin de energadel tomo es: E = Efinal Einicial =

2f

Hn2i

Hn n1RE y

n1RE

fi==

fi nn E a E

= 2

i2

fHnn n

1- n1RE- E

if

hn1-

n1RE 2

f2

iH =

=


51

La expresin

muestra que si: ni < nf entonces E > 0 y el tomo absorbe energa de frecuencia

ni > nf => E < 0 y el tomo emite energa de frecuencia

h n

1- n

1RE 2f

2i

H =

=


52

Problema 4.

a) Calcule la energa necesaria para excitar un tomo de H desde el nivel fundamental hasta el nivel n = 8.

b) El tomo de H absorbe o emite energa en este proceso?

c) Qu frecuencia tiene la radiacin que permite dicha transicin?

d) Cunta energa se requiere para quitar el electrn de un tomo de H? Esta energa se conoce como energa de ionizacin.


53

La energa del tomo de H:

Solucin.a) Estado inicial, n = 1, E1 = -2,18x10-18 J

Estado final, n = 8, E8 = -2,18x10-18 J / 82E8 = -3,41x10-20 J

E = E8 E1 = 2,15x10-18 JLa energa necesaria es 2,15x10-18 J

n1)(J102,18E 2

18n

=


54

b) En el proceso de pasar al tomo de H desde n = 1 a n = 8, el tomo de H aumenta su energa, por lo tanto el tomo de H absorbe energa. Cada tomo de H absorbe 2,15x10- 18 J.


55

c) Qu frecuencia tiene la radiacin que permite dicha transicin?E = 2,15x10-18 J = h

Esta radiacin pertenece a la zona ultravioleta.

1

=

= s103,24

sJ106,626J102,15 1534

18


56

d) Cunta energa se requiere para quitar el electrn de un tomo de H? Se supone que el tomo de H est en el estado fundamental, esto es en el nivel de menor energa: => En=1 = -2,18x10-18J.Para quitar el e- del tomo de H el e- debera alejarse suficientemente del ncleo como para que ya no pertenezca a l : => con . Luego la energa requerida para arrancar el e- es DE = 2,18x10-18J.

n0=nE


57

El valor de energa calculado en d) se conoce como energa de ionizacin del tomo de H. La energa requerida para ionizar 1 mol de H es:

= 2,18x10-18J/ tomo x 6x1023 tomo/mol= 1,31x106 J/mol = 1310 kJ/mol


58

Limitaciones modelo de Bohr. A pesar del gran xito de este modelo para

explicar las lneas de los espectros del tomo de H, l falla al predecir el espectro de cualquier otro tomo, aun el del He que es el elemento ms simple que sigue del H.

El modelo de Bohr es satisfactorio para explicar comportamiento de especies que slo tienen 1 electrn, como por ejemplo: He+; Li2+, Be3+, etc.


59

No es adecuado para tomos con ms de un electrn; en stos aparecen fuerzas de repulsin.

La razn ms fundamental del fracaso del modelo de Bohr es que los e- no viajan en rbitas fijas. El movimiento de los e- est mucho menos definido (ver ms adelante).

Modelo de Bohr es incorrecto como imagen del tomo.

De l se mantienen las ideas: estado fundamental; estados excitados; energa en niveles discretos.


60

Dualidad onda-partcula. (Naturaleza ondulatoria de los e- y naturaleza corpuscular de los fotones).

Una de las ideas ms brillantes de Einstein fue la de sugerir que la materia y la energa son for-mas alternas de una misma en-tidad. Esta idea est expresada en su famosa ecuacin E = mc2, que permite hacer equivalente una cantidad de energa a una cantidad de materia y viceversa.

Albert EinsteinPremio Nobel 1921


61

La teora de la relatividad no depende de la teora cuntica, pero juntas ellas han borradolas divisiones entre materia (tangible y masiva) y energa (difusa y sin masa) que se aceptan en sistemas macroscpicos.

En 1920, Luis de Broglie dio la razn de por qu en el modelo atmico de Bohr para el tomo de H existen slo algunos niveles fijos de energa permitidos.


62

El razonamiento de De Broglie fue ms o menos as:Si las ondas de energa tie-nen propiedad de partcu-las, las partculas debentener propiedades de ondas.

Especficamente, si los elec-

trones tienen movimiento en rbitas restrin-gidas de radio fijo alrededor del ncleo, ellos deben tener asociadas slo algunas frecuencias (energas).

Louis de Broglie


63

Movimiento de ondas en sistemas restringidos.

Ejemplo:Para una cuerda fija en sus dos extremos, las longitudes de onda permitidas estn dadas por la expresin:

= 2L/n

donde: L es la longitud de la cuerdan = 1, 2, 3, 4, .. (N cuntico)


64

L

n = 1

n = 2

n = 3

L = 1 ( / 2)

L =2 ( / 2)

L =3 ( / 2)

1 Media longitud onda

2 Medias longitudes de onda

3 Medias longitudes de onda


65

De la misma forma, si un electrn ocupa una rbita circular, slo ciertos valores de longitudes de onda sern permitidos.

n = 3 n = 5 n = 3,3PROHIBIDO


66

Combinando las ecuaciones:

Para una radiacin de longitud de onda l (o de frecuencia n) se obtiene:

Para una partcula cualquiera de masa m, que se mueve a velocidad u, se le puede asociar una onda cuyo l est dada por:

chh E y cmE === 2

cmh

=

umh

=


67

A una onda electromagntica de velocidad c y l (o n) se le asocia una masa m.

A un cuerpo de masa m que tiene velocidad u se le asocia una onda de longitud l.

Resumiendo:Un cuerpo puede ser interpretado como onda y una onda puede ser interpretada como partcula.


68

La ecuacin:

se conoce como ecuacin de De Broglie.

Ella relaciona ondas con partculas y en el caso de fotones (radiacin EM) debe tenerse en cuenta que u = c.

umh

=


69

Problema 5.

Calcule la longitud de onda de un electrn con velocidad 1000 m/s.

=

eeum

h

m 0,676

sm1000kg109,8

smkg106,626

31

234

=

=

h = 6,626x10-34 J s


70

Relacin masa y l para distintos sistemas.

1,5x10-105,0x1069x10-28e- (rpido)

3,7x10-633x1046x1027tierra

6,6x10-31

2,2x10-34

1,2x10-34

8x10-43

130 (108 km/h)55,56 (200 km/h)27,78

1100

3x107

cualquierapelota de teniscamin

6,7x10-151,5x1076,6x10-24Ncleo He

0,0007419x10-28e- (lento)l (m)velocidad (m/s)masa (g)sistema


71

Problema 6.

Haga los clculos necesarios para demostrar que la onda asociada a un electrn que se mueve a la velocidad de la luz pertenece a la regin del de rayos X del espectro electromagntico.


72

Problema 7.

Calcule la longitud de onda asociada a un auto de masa 1200 kg que se desplaza a 100 km/h.

R: 5,5 x 10-37 cm


73

Los sistemas microscpicos obedecen el Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

Este Principio establece que no es posible conocer simultneamente y con precisin la posicin y lavelocidad de una partcula.

El Principio de Incertidumbre se expresa por la relacin:

donde Dx y Du son las incertidumbres en posicin y velocidad, respectivamente, m es la masa de la partcula y h, la constante de Planck.

4hu mx


74

Problema 6.

Si la velocidad de un electrn cerca del ncleo es 6x106 m/s 1% , cul es su incertidumbre en suposicin?Solucin:melectrn = 9x10-28 g; Du = es el 1% de 6x106 m/s

Du = 6x104 m/s

m109,7x

4sm106kg109

Js106,626x

10

431

34


75

Modelo mecnico cuntico del tomo.

En 1926 Erwin Schrdinger obtuvo la ecuacin que lleva su nombre y que es la base para el modelo mecnico cuntico del tomo.

El modelo describe un tomo que tiene ciertas cantidades permitidas de energa debido a los movimientos permitidos de un electrn cuya localizacin es imposible de conocer.


76

La ecuacin que resolvi Schrdinger es:

= E

En esta ecuacin:E es la energa del tomo; se denomina funcin de onda y es una descripcin del electrn (partcula-onda), como funcin de la posicin y del tiempo representa un set complejo de operaciones matemticas que aplicadas a un particular permiten encontrar un estado de energa E.


77

Cada solucin de la ecuacin est asociada con una funcin de onda particular tambin llamada orbital atmico.

Orbital atmico de la mecnica cuntica no tiene ninguna relacin con la rbita del modelo de Bohr.

Orbital es una funcin matemtica sin significado fsico, pero su cuadrado, 2, tiene significado.

No se puede decir o saber dnde est el electrn en cada instante, pero s se puede decir o conocer dnde probablemente se encuentra ste alrededor del ncleo.


78

ORBITAL:Corresponde a una regin alrededor del ncleo que encierra aproximadamente el 90% de la probabilidad de encontrar el electrn.


79

Nmeros cunticos y orbitales.

La solucin de la ecuacin de Schrdinger muestra que hay cuantizacin de la energa.

El orbital atmico se describe con los siguientes nmeros cunticos:

1)n = nmero cuntico principal, slo valores enteros positivos, n = 1, 2, 3, Este nmero determina en gran medida la energa.

2) l = nmero cuntico de momento angular, tiene relacin con la forma del orbital. Puede tener valores enteros positivos incluido el cero: l = 0, 1, 2, , n-1


80

3) m = nmero cuntico magntico; define la orientacin en el espacio alrededor del ncleo. Los valores pueden ser:m = 0, 1, 2, , l

Hay otro nmero cuntico que no describe al orbital sino que da informacin sobre unapropiedad del electrn denominada spin. Este nmero cuntico se designa por s o por ms y para el electrn slo puede tener dos valores: ms = -1/2 +1/2


81

Cada orbital tiene un set de nmeros cunticos: n, l, m

Los nmeros cunticos describen un orbital dando informacin sobre su energa (tamao), forma y orientacin en el espacio.


82

Los tomos se describen a travs de sus orbitales (orbitales atmicos).

Cada orbital tiene un set de nmeros cunticos:

n, l, m,que resultan de resolver la ecuacin de Schrdinger.

Los nmeros cunticos describen un orbital dando informacin sobre su energa (tamao), forma y orientacin en el espacio.


83

Representacin de orbitales atmicos por nmeros cunticos.

-2, -1, 0, 1, 22-1, 0, 11

003-1, 0, 11

ml

002

001Ejemplosde valores

- l, ... ,0, ... +l0, 1, , n-11,2,3,

Valores permitidos

nNcuntico


84

Los estados de energa y los orbitales del tomo se describen con trminos especficosy se asocian con uno o ms nmeros cunticos:

Los niveles de energa de los tomos, o capas, se obtienen por el valor de n: mientras ms peuqeo es n, menor es el nivel de energa y mayor es el nivel de energa y mayor es la probabilidad de encontrar el electrn cerca del ncleo.


85

Los niveles de los tomos contienen subniveles o subcapas, que indican la forma de los orbitales. Cada subnivel tiene asignada una letra:

l = 0 es un subnivel s (sharp)l = 1 es un subnivel p (principal)l = 2 es un subnivel d (diffuse)l = 3 es un subnivel f (fundamental)

Los subniveles se nombran con el valor de n seguido de la letra del subnivel.

Ejemplos: n = 1; l = 0 => 1sn = 3; l = 2 => 3p


86

El nmero de valores que tiene m indica el n-mero de orbitales del subnivel. Algunos ejemplos:

7-3, -2, -1, 0, 1, 2, 34f3

45-2, -1, 0, 1, 23d2

103s03102s02

31

5-2, -1, 0, 1, 24d2-1, 0, 14p1

04s0

-1, 0, 1 33p1

1N de orbitales

01s01morbital ln


87

Hay 1 orbital tipo s Hay 3 orbitales tipo p Hay 5 orbitales tipo d Hay 7 orbitales tipo f

Cmo son los orbitales atmicos?

No es posible conocer con precisin dnde est cada electrn que pertenece a un tomo, pero se puede describir dnde est probablemente, dnde est la mayor parte del tiempo.


88

Aunque la funcin de onda que es solucin de la ecuacin de Schrdinger no tiene significado, 2 expresa la probabilidad que el electrn est en un punto determinado dentro del tomo.

Para un nivel de energa dado se puede repre-sentar esta probabilidad en un diagrama de densidad de probabilidad electrnica o diagrama de densidad electrnica.


89

Este diagrama resulta al representar el valor ms alto de probablidad por un punto de mayor intensidad y el de menor probabilidadpor un punto menos intenso. Es decir, algo como esto:

Menor mayor probabilidad probabilidad


90

El tomo de H en su estado fundamental se pre-senta en el nivel ms bajo de energa, esto significa que n = 1 y, en consecuencia, l = 0 y m = 0. A partir del valor Y se calcula Y2 para distintas posiciones del e- c/r del ncleo. El resultado es:

r

Distancia r del ncleo

Probabilidad de que el electrnest en un punto, 2

Orbital 1s


91

La representacin anterior muestra que el orbital 1s tiene forma esfrica, esto es que la probabilidad tiene distribucin radial inde-pendiente de la direccin. Todos los orbitales s tienen la misma forma, y ellos slo difieren en tamao y en que para algunas distancias radiales, r, la probabilidad de encontrar el electron es cero.

2

Distancia r desde el ncleo

2s 2 3s


92

Z

YX

pz

PXPY

Orbitales pOrbitales pZ

XY

pz Hay otros 2 comoste: uno orientadoSobre eje x y el otro sobre el eje y

Representacin de un orbital tipo p, (reunelas tres orientaciones).


93

X

Z

Y

dYZ

Z

XY

dZ2Z

XY

dX2 - Y2

Orbitales dOrbitales d

Algunas de las5 formas y orien-taciones de un orbital tipo d.

Hay otras doscomo sta, en losplanos xz e xy.


94

La existencia de electrones en un tomo implica la existencia de orbitales. Si no hay electrones no hay orbitales. En otras palabras, los electrones generan los orbitales.

La distribucin de los electrones de un tomo en orbitales se denomina configuracin electrnica.


95

Configuracin electrnica y periodicidad qumica.

Se trata de mostrar y comprender cmo la organizacin de la tabla peridica, condensa-da despus de incontables estudios y trabajos de laboratorio, fue explicada perfectamente por el modelo mecnico-cuntico para los tomos, explicacin que es una de las ms satisfactorias en los logros intelectuales de la ciencia.


96

El modelo mecnico-cuntico de los tomos permite responder una de la preguntas centrales de la qumica:por qu los elementos se compor-tan como lo hacen?

O formulada de otra forma para justificar ms el inters en estudiar este tema : cmo se relaciona la distribucin de los electrones en los orbitales de los tomos con sus propiedades fsicas y qumicas?


97

En 1870, D. Mendeleev (qumico ruso) orden 65 elementos conocidos en esa poca en la tabla peridica y resumi su comportamiento en la ley peridica (ordenados por masa atmica exhiben una repeticin peridica de propiedades similares). Incluso lleg a prede-cir propiedades de elementos aun no descubier-tos.En forma independiente, en la misma poca, el fsico J. Meyer lleg al mismo ordenamiento basndose en las propiedades fsicas de los elementos.


98

La tabla peridica actual se parece en la mayora de los detalles a la definida por Mendeleev e incluye los 47 elementos desconocidos en 1870. El nico cambio sustantivo es que ahora los elementos se ordenan segn su nmero atmico (nmero de protones).


99

Caractersticas de los tomos con muchos electrones.

La ecuacin de Schrdinger no da soluciones exactas para tomos multielectrnicos, pero s da soluciones aproximadas.

Estas soluciones muestran que los orbitales atmicos de tomos de varios electrones son semejantes al hidrgeno.


100

La existencia de ms de un electrn en un tomo requiere considerar tres caractersticas (que no son relevantes en el caso del H):

1) la necesidad de un cuarto nmero cuntico

2) un lmite en el nmero de electrones permitidos en un orbital dado

3) un conjunto ms complejo de orbitales en los niveles de energa


101

1) Nmero cuntico de spin del electrn. Este nmero cuntico se designa por ms(o por s). Los valores posibles son: -1/2 y +1/2.Por ejemplo, en el caso del H el nico electrn tiene nmeros cunticos: n = 1, l = 0, m = 0 y ms puede ser -1/2 +1/2.


102

2) Lmite en el nmero de electrones permitidos en un orbital dado.

Con base a observaciones de los estados excitados, W. Pauli formul el pricipio de exclusin (de Pauli) segn el cual dos electrones en un mismo tomo no pueden tener los mismos cuatro nmeros cunticos.

Cada electrn debe tener una identidad nica expresada por su conjunto nico de nmeros cunticos.


103

La principal consecuencia del principio de exclusin de Pauli es que un orbital atmico puede tener un mximo de dos electrones que deben tener spines opuestos.

El tomo de He tiene dos electrones y en su estado fundamental los electrones tienen los siguientes nmeros cunticos: si primer electrn tiene

n = 1, l = 0, m = 0, ms = -1/2 el segundo electrn tiene:

n = 1, l = 0, m = 0, ms = +1/2o viceversa


104

3) Conjunto complejo de orbitales.La energa de un orbital en un tomo de varios electrones depende primariamente del valor de n (tamao) y secundariamente del valor de l (forma).La energa del orbital en tomos multielec-trnicos se ve afectada por:a) la carga nuclear (Z)b) las repulsiones entre electronesc) el efecto pantalla de electrones ms internos


105

Para tomos multielectrnicos se requiere considerar:

1) necesidad de un cuarto nmero cuntico(nmero cuntico de spin del electrn, s ms , con valores -1/2 +1/2)

2) un lmite en el nmero de electrones permi-tidos en un orbital dado(Principio de exclusin de Pauli, no puede haber electrones con los mismos 4 ns cunticos, deben diferir en a lo menos un n cuntico)

3) un conjunto ms complejo de orbitales en los niveles de energa


106

3) Conjunto complejo de orbitales.En un tomo con ms de un electrn, los efectos electrostticos juegan un papel importante en la determinacin de los estados de energa en un tomo.

Dos efectos, particularmente importantes, y que pueden describirse por la ley de Coulomb, son:


107

Cuando cargas opuestas estn separadas, la energa del sistema es mayor que cuando ellas se acercan, porque las cargas se atraen entre s menos fuertemente. (Recuerde que mientras ms alta es la energa de un sistema menos estable es el sistema).

Cuando una carga positiva grande atrae una carga 1- , la energa del sistema es menor (sistema ms estable), que cuando una carga positiva pequea lo hace, por-que las cargas se atraen una a otra con ms fuerza.

Estos dos efectos generan un conjunto de estados de energa ms complejo que el existente en el tomo de H.


108

Por otro lado, los estados de energa de tomos con varios electrones provienen de dos tipos de interacciones:

atracciones ncleo - electrnrepulsiones electrn electrn

Una consecuencia de esto es la separacin de los niveles de energa en subniveles con diferentes energas: la energa de un orbital en un tomo de varios electrones depende primariamente del valor de n (tamao) y secundariamente del valor de l (forma). Evidencia de esta separacin en espectros, al comprar espectros de H y de He.


109

La comparacin de algunos sistemas atmicos permite ver cmo la energa del orbital, en tomos multielectrnicos, se ve afectada por:

a) la carga nuclear (Z)b) las repulsiones entre electronesc) el efecto pantalla de electrones

internos


110

a) Efecto de la carga nuclear.Considrese dos especies con el mismo nmero de electrones y con distinta carga nuclear, como el tomo de H y el ion He+. Ambos tienen un electrn y en sus estados fundamentales estn en orbitales:H 1s y He+ 1s, pero el electrn del He+ est atrado por dos protones en cambio el del H est atrado slo por un protn. As el electrn del He+ est ms fuertemente retenido que el del H y las energas son:

E de 1s en He+ = -5250 kJ/moly E de 1s en H = -1311 kJ/mol


111

Lo anterior significa que el orbital 1s del He+ tiene menor energa que el orbital 1s de H y por lo tanto el ms difcil quitar el e-del He+ que quitar el e- del H.

0

Ene

rga

-5250 kJ/mol (1s de He+)

-1311 kJ/mol (1s de H)


112

b) Efecto de las repulsiones entre electrones.Se puede mostrar en forma simple usando como ejemplo el tomo de He:El He tiene dos e- y ambos en el orbital 1s.El primer e- en orbital 1s tiene energa 5250 kJ/mol, el segundo e-, en el mismo orbital, tiene energa 2372 kJ/mol. Este aumento de energa se explica porque el primer electrn repele al segundo (del mismo orbital) por lo cual su energa resulta mayor que la del primero.


113

La presencia de un e- ms en un orbital, incrementa la energa de ste debido a fuerzas repulsivas.

Las repulsiones tienen el efecto de disminuir las atracciones nucleares de modo que cada e- experimenta una carga nuclear ms dbil de la que tendra si el otro e- no estuviera presente. Es como si cada e- escudara o protegiera al otro de la carga nuclear total, reduciendo sta a una carga nuclear efectiva.


114

c) Efecto de los electrones interiores en la energa nivel ms externo, (efecto pantalla):Para explicar este efecto se puede compara dos especies con la misma carga nuclear, una con e-internos y el otro sin ellos. Sean estas especies, tomos de Li y iones Li+. Li (Z=3) en su estado fundamental: los dos pri-meros electrones estn en orbital 1s y el tercer e-, en el orbital 2s. => 2 e- internos y uno externo.Li+, tiene dos e y en su primer estado excitado: 1 e- en 1s (e- interno) y 1 e- en 2s (e- externo).


115

La energas de los orbitales 2s en Li y en Li+(excitado) son:E de 2s en Li = - 520 kJ/molE de 2s en Li+ = -2954 kJ/molComo los electrones internos pasan la mayor parte del tiempo entre el e- externo y el ncleo, ellos previenen que el e- 2s sienta toda la atraccin nuclear, lo que hace al electrn exterior ms fcil de remover.

Los electrones internos protegen a los electrones externos ms efectivamente que los electrones del mismo subnivel. Efecto pantalla.


116

Energas de los orbitales.

Teniendo en cuenta los efectos recin analizados, las energas crecientes de los orbitales atmicos en tomos multielectrnicos son:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s

El siguiente esquema muestra las energas de los orbitales y cmo quedan determinadas por los valores de n y de l:


117

1s

2s

4s3p3s2p

3d4p

5s4d5p

Ene

rga


118

A medida que n aumenta las diferencias de energa entre los niveles y subniveles se hace cada vez menor.

Para recordar el orden creciente de energa de los orbitales se puede recurir al esquema que sigue:


119

1 s1 s

2 s 2 p2 s 2 p

3 s 3 p 3 d3 s 3 p 3 d

4 s 4 p 4 d 4 f4 s 4 p 4 d 4 f

5 s 5 p 5 d 5 f5 s 5 p 5 d 5 f

6 s 6 p 6 d6 s 6 p 6 d

7 s 7 p7 s 7 p

empezar


120

El nmero mximo de electrones en los distintos tipos de orbitales son:

2 en tipo s6 en tipo p10 en tipo d 14 en tipo f

y resultan de:


121

26

1014

2222

1357

spdf

Mximo total de e-en cada tipo de orbital

N de e-permitidos en

cada orientacin

Orienta-ciones (n de

valores de m)

Tipo orbital (segn valor de l)


122

Configuracin electrnica de los elementos. Una forma fcil para determinar la configuracin electrnica de cada elemento es empezar con el elemento Z = 1 que tiene 1 e- y a continuacin ir incorporando de a un electrn para obtener la configuracin electrnica de los elementos siguientes, Z = 2, Z = 3, etc.

Este mtodo se llama principio de Aufbau (en alemn => aufbauen = construir): se agrega un electrn por cada elemento, al orbital de menor energa.


123

La configuracin electrnica consiste en escribir los orbitales en orden creciente de energa indicando y el nmero de electrones en cada uno de ellos. El nmero de electrones se escribe como superndice de la letra corres-pondiente al tipo de orbital.

Ejemplos: 1s2; 4p3; 3d8

En la tabla que sigue se dan las configuracio-nes electrnicas de los tres primeros elementos:


124

etc.44Be

n=1, l=0; m=0; s=-1/2n=1, l=0; m=0; s=+1/2n=2, l=0; m=0; s=-1/2 => a 1s22s1

33Li

n=1, l=0; m=0; s=-1/2n=1, l=0; m=0; s=+1/2 => 1s2

22Hen=1, l=0; m=0; s=-1/2 => 1s1

Configuracinelectrnica

11H

N de electrones

ZEle-mento

125

12345678910

Z1s1

1s2

1s22s1

1s22s2

1s22s22p1

1s22s22p2

1s22s22p3

1s22s22p4

1s22s22p5

1s22s22p6

HHeLiBeBCNOFNe

Configuracin electrnicaElemento


126

Dos electrones en un mismo orbital y que slo difieren en el nmero cuntico de spin, se dice que son electrones apareados.

Por ejemplo, los dos electrones del He, ambos en orbital 1s, son electrones apareados.He: 1s2

En cambio, el ltimo electrn en el Li, es un electrn en 2s y l no est apareado. Los electrones no apareados se llaman tambin electrones celibatarios.


127

El mtodo descrito para obtener la configu-racin electrnica del estado fundamental de una especie debe respetar una normaconocida como regla de Hund, segn la cual en orbitales de igual energa (los que presentan varias orientaciones como son los p, d y f), la configuracin electrnica de menor energa tiene el mximo de electrones desapareados. As, en forma ms detallada, las configura-ciones electrnicas son:


128

456789101112

Z1s2 2s2

1s2 2s2 2p1 1 e- celibatario1s2 2s2 2p1p1 2 e- 1s2 2s2 2p1p1p1 3 e- 1s2 2s2 2p2p1p1 2 e- 1s2 2s2 2p2p2p1 1 e- 1s2 2s2 2p2p2p2 = 1s2 2s2 2p6

1s2 2s2 2p6 3s1 1 e- celibatario1s2 2s2 2p6 3s2

BeBCNOFNeNaMg

Configuracin electrnicaElemento


129

Otra forma de esquematizar las configuraciones electrnicas es:

Hidrgeno (1 e-) n = 1 ; l = 0 ; m = 0 ; s = - Si significa s = -1/2 entonces

significa s = +1/2.Helio (2 e-)Primer electrn: igual al anteriorSegundo electrn:n = 1 ; l = 0 ; m = 0 ; s = +

1s1s11

1s1s22


130

Litio (3 e-) Primer y segundo electrones: igual a los anterioresTercer electrn:

n = 2 ; l = 0 ; m = 0 ; s = -

Berilio (4 e-) Primeros tres electrones: igual a los ante-rioresCuarto electrn:

n = 2 ; l = 0 ; m = 0 ; s = +

1s1s22 2s2s11

1s1s22 2s2s22


131

B:B: 1s1s22 2s2s22 2p2p11

1s1s22 2s2s22 2p2pxx11

C:C: 1s1s22 2s2s22 2p2p22

2p2pyy111s1s22 2s2s22 2p2pxx11

N:N: 1s1s22 2s2s22 2p2p33

2p2pzz112p2pyy111s1s22 2s2s22 2p2pxx11


132

O:O: 1s1s22 2s2s22 2p2p44


F:F: 1s1s22 2s2s22 2p2p55


Ne:Ne: 1s1s22 2s2s22 2p2p66



133

La configuracin electrnica del elemento Rb (Z=37) es:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1

La configuracin electrnica del gas noble anteriorms prximo al elemento se denomina Kernel. El kernel del Rb es el Kr.

He

Ne

Ar

Kr


134

La configuracin electrnica de un elemento se puede escribir en forma abreviada usando el kernel. La configuracin del kernel se representa por el smbolo del gas noble entre parntesis [ ]. Los kernel son:

[He] [Ne] [Ar] [Kr] [Xe] [Rn]

El kernel del Rb (Z = 37) es el [Kr] puesto que el Kr es el gas noble anterior ms cercano al Rb. As la configuracin electrnica del Rb se puede escribir en forma abreviada (condensada):

[Kr] 5s1


135

Otros ejemplos de configuraciones electrnicas abreviadas son:

para B (Z = 5): [He]2s22p1

para Ca (Z=20): [Ar] 4s2

para Cl (Z=17): [Ne] 3s2 3p5


136

Los electrones que exceden el kernel se denominan electrones de valencia.

En los ejemplos anteriores:

Rb (Z=37): [Xe] 5s1 tiene un e- de valencia

Ca (Z=20): [Ar] 4s2 tiene 2 e- de valencia

Cl (Z=17): [Ne] 3s2 3p5 tiene 7 e- de valencia(Los e- de valencia son los que sobrepasan el kernel).


137

Problema 8.Para cada subnivel con los nmeros cunticos que se indican complete lo que se solicita en la tabla:

341502231ln

3 (tipo p)-1, 0, +12p2

Nmero de orbitales

Valores posibles de ml

Notacinde subnivel

subnivel

Ejemplo


138

Problema 9.Escriba la configuracin electrnica de 42Mo y de 82Pb.

Mo Z = 42

1s2 2s22p6 3s23p6 4s23d104p6 5s24d4 = [Kr] 5s24d4 ???(Despus de estudiar y comprender las configuraciones elec-trnicas externas de Cr y de Cu, explique por qu la configura-cin electrnica aceptada para el Mo es [Kr]5s14d5)

Pb Z = 82

1s2 2s22p6 3s23p6 4s23d104p6 5s24d105p6 6s24f145d106p2

= [Xe] 6s24f145d106p2s25f14


139

Categoras de electrones.Se distinguen tres categoras de electrones:1)electrones internos, son los del kernel, estn en

los niveles inferiores de energa,

2)electrones externos, son los que estn en los niveles ms altos de energa, los que tienen el mayor valor de n y en promedio estn ms alejados del ncleo,

3)electrones de valencia, son los electrones (externos) que se involucran en la formacin de molculas y de compuestos.


140

Categoras de elementos.Se distinguen tres categoras de elementos:

1) elementos representativos, los que tienen elec-trones de valencia s y/o p, incompletos.

2) elementos de transicin, los que tienen elec-trones de valencia en orbitales d incom-pleto.

3) elementos de transicin interna, los que tienen electrones de valencia en orbitales f incom-pleto


141

En los elementos representativos, los electrones externos son tambin los electrones de valencia.

Entre los elementos de transicin, algunos electrones interiores d tambin estn implicados a menudo en enlaces y por lo que se cuentan como electrones de valencia.

Z Elemento Diagrama Orbital Configuracin Electrnica(de subniveles 3s y 3p) condensada

11 Na [Ne] 3s1

12 Mg [Ne] 3s2

13 Al [Ne] 3s23p1

14 Si [Ne] 3s23p2

15 P [Ne] 3s23p3

16 S [Ne] 3s23p4

17 Cl [Ne] 3s23p5

18 Ar [Ne] 3s23p6

Configuraciones Electrnicas para los Elementos del tercer perodo.

3s 3p 3s 3p

Diagrama Orbital Configuracin electrnica Z Elem (subniveles 4s, 3d y 4p) condensada

19 K [Ar] 4s1

20 Ca [Ar] 4s2

21 Sc [Ar] 4s23d1

22 Ti [Ar] 4s23d2

23 V [Ar] 4s23d3

24 Cr [Ar] 4s13d5

25 Mn [Ar] 4s23d5

26 Fe [Ar] 4s23d6

27 Co [Ar] 4s23d7

Configuraciones Electrnicas para los Elementos del cuarto perodo.

4s 3d 4p4s 3d 4p

Diagrama Orbital Configuracin Electr-Z Elem (slo subniveles 4s, 3d y 4p) nica condensada

28 Ni [Ar]4s23d8

29 Cu [Ar]4s13d10

30 Zn [Ar]4s23d10

31 Ga [Ar]4s23d104p1

32 Ge [Ar]4s23d104p2

33 As [Ar]4s23d104p3

34 Se [Ar]4s23d104p4

35 Br [Ar]4s23d104p5

36 Kr [Ar]4s23d104p6

Configuraciones Electrnicas para los Elementos del cuarto perodo (continuacin)

4s 3d 4p4s 3d 4p


145

Configuraciones electrnicas en perodos y en grupos.

El ordenamiento peridico de los elementos se conoce como tabla peridica y dispone los elementos en orden creciente de Z, (de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo).

Los elementos cuya configuracin electrnica de los electrones externos se inicia con ns1 y termina con np6conforman el perodo n, para n igual o mayor que 2.

El primer perodo, n = 1, tiene solamente dos elementos, cuyas configuraciones electrnicas son 1s1 y 1s2.


146

Los perodos son las filas o renglones:Z crece

1er perodo2o perodo

3er perodo4o perodo

5o perodo

6o perodo

7o perodo

Z

crece


147

288181832

restantes

1s1 1s2

2s1 .. 2p6

3s1 .. 3p6

4s1.. (3d) ..... 4p6

5s1 .. (4d). .5p6

6s1 (4f)(5d)..6p6

7s1 ...

1234567

N de elementos

PerodoN

se inicia en .. termina en


148

Uno de los puntos centrales en la qumica es que configuraciones electrnicas externas similares se correlacionan con un comportamiento qumico similar.

Los elementos de configuraciones electrnicas externas similares se ordenan conformando grupos o familias.


149

En el ordenamiento peridico, los grupos o familias constituyen las columnas:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Z crece

Z

crece


150

1

2

3

4

5

6

7

ns2np6..

Elem. de transicin d

..ns2np1ns2ns1

Grupo principalElementos bloque s Grupo principal

Elementos bloque p

Elementos transicin interna bloque f

R e

p r e

s e n

t a

t i v

o s

R e p

r e s

e n

t a t

i v o

s

G a

s e s

N

o b

l e

s

T r a n s i c i n


151

3Li

1s22s1

10 Ne

1s22s22p6

6A(16)8O

1s22s22p4

5A(15)7N

1s22s22p3

2A(2)4

Be1s22s2

4A(14)6C

1s22s22p2

3A(3)5B

1s22s22p1

7A(17)9F

1s22s22p5

8A(18)2

He1s2

1A(1)1H1s11

2

Configuracin Electrnica y Ordenamiento Peridico

Configuracin Electrnica y Ordenamiento Peridico


152

Problema 10.Agrupe las siguientes configuraciones electrnicas en parejas que puedan representar tomos con propiedades qumicas similares:

a)1s22s22p63s23p5b)1s22s22p63s2c)1s22s22p3d)1s22s22p63s23p64s23d104p6e)1s22s2f)1s22s22p6g)1s22s22p63s23p3h)1s22s22p5


153

Problema 11.Clasifique a los elementos de las configuraciones electrnicas dadas en: representativo, halgeno, gas noble, transicin, alcalino, alcalino trreo, otro.a)1s22s22p63s23p5b)1s22s22p63s2c)1s22s22p3d)1s22s22p63s23p64s23d104p6e)1s22s2f)1s22s22p6g)1s22s22p63s23p3h)1s22s22p5


154

Problema 12.a) Escriba las configuraciones electrnicas de las

siguientes especies:

Na, Na+, Mg2+, S2-, Cl-, Ar, Ne, O2-, Al3+

b) Cules de las especies anteriores son isoelectrnicas?

c) Por qu no se forman los iones K2+, Ca+, O3-?

d) Cul de los iones Sn2+ Sn4+ es ms estable y por qu?

Unidad 7.1 - Estructura Atómica

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