Apuntes sobre la Estructura del átomo y sistema periódico, Apuntes de Química

Química

Descripción: Apuntes de Química sobre la Estructura del átomo y sistema periódico, Modelo atómico de bohr, Mecánica cuántica, Principio de incertidumbre, Modelo atómico de la mecánica cuántica.
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ESTRUCTURA DEL ÁTOMO Y SISTEMA PERIÓDICO
MODELO ATÓMICO DE BOHR
El átomo sólo puede poseer unas pocas y determinadas energías; las demás están prohibidas. Este
comportamiento se describe diciendo q el átomo está cuantizado. Bohr supone q el electrón no puede girar a
cualquier distancia del núcleo, sino, en ciertas órbitas solamente. Como en cada una tiene una energía
diferente (mayor cuanto más alejado esté del núcleo), de ahí q las energías permitidas al electrón, y por tanto
al átomo en su conjunto, sean únicamente un num limitado. Así pues, cada átomo está caracterizado por una
conjunto definido de niveles de energía: E1, E2, E3, etc.
Otra interesante idea de Bohr para explicar las variaciones de energía q puede experimentar el átomo es
suponer q el electrón puede saltar de una órbita a otra. Al suministrar energía al átomo el electrón absorbe una
cantidad precisa de ésta y salta a una órbita superior. Como la situación no es estable, termina cayendo a una
órbita de menor energía y emite la energía sobrante en forma de luz de frecuencia dada por la ecuación de
Planck (E=hv). De esta manera se explican las distintas líneas espectrales.
A n se le llama número cuántico principal. Dándole valores a n obtenemos los diversos niveles de energía.
El electrón del H (hidrógeno) tiende a ocupar el nivel de menor energía o estado fundamental, más estable,
aunque con aporte energético suficiente dicho electrón puede encontrarse en un estado excitado, ocupando
otro nivel distinto del primero.
LA MECÁNICA CUÁNTICA
Principio de incertidumbre
Heisenberg afirma q es imposible conocer simultáneamente la velocidad y la posición de una partícula con
absoluta exactitud. Así, cuanto más exacta es la medida de la posición de un electrón, más grande es la
incertidumbre con respecto a su velocidad. Como ambas magnitudes son las q permiten predecir la trayectoria
de una partícula, es imposible conocer la trayectoria de un electrón. La idea del electrón girando en órbitas
circulares o elípticas, bien definidas, en torno al núcleo es incompatible con el principio de incertidumbre, y
demasiado simple para explicar los complejos aconteceres atómicos.
MODELO ATÓMICO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA
Orbitales. Cada orbital se caracteriza porq:
1) La energía del átomo está característica. La energía del átomo está cuantizada2) Describe una distribución espacial del electrón. Lo q marca la diferencia con el modelo de Bohr es
la descripción del comportamiento del electrón. La ecuación no determina la posición o la trayectoria
del electrón, sino la mayor o menor probabilidad de q se encuentre en los diversos puntos del átomo.
Cada orbital indica una distribución diferente de la densidad electrónica en el espacio.
Números cuánticos
El número cuántico principal, n, indica el nivel de energía
El número cuántico secundario, l, indica el subnivel de energía q corresponde a un tipo de orbital.
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El número cuántico magnético, ml, describe la orientación espacial permitida para un mismo tipo de orbital.
Cada electrón en el átomo viene definido por los valores de los tres números cuánticos anteriores n, l y ml, q
son los mismos del orbital q ocupa, y además por el valor de un cuarto, llamado número cuántico de espín,
ms.
DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES
Principio de exclusión de Pauli. En un mismo átomo no pueden existir dos electrones con los cuatro
valores de los números cuánticos iguales (en un orbital, sólo puede haber como máximo dos electrones,
q han de tener espines contrarios (1/2, −1/2)).
SISTEMA PERIÓDICO
El sistema periódico se construye ordenando los elementos según su número atómico (Z) creciente. Así se
pone en evidencia la llamada ley periódica, q dice: las propiedades de los elementos son función periódica de
sus números atómicos.
Los elementos de una misma fila horizontal forman un periodo. Los periodos empiezan siempre con un metal
alcalino (IA) y terminan con un alógeno (VIIA) seguido de un gas noble (VIIIA), q es el q cierra el periodo. A
grandes rasgos, los metales ocupan la parte izquierda y central de la tabla, mientras q los no metales se sitúan
a la derecha. El primer periodo sólo contiene dos elementos (H y He). El segundo y el tercero, ocho cada uno.
El cuarto y el quinto están formados por 18 elementos. El sexto tiene 32, y el séptimo permanece abierto.
Existen 16 familias: ocho de ellas se anotan con el número seguido de una A, y otras ocho con una B.
Elementos representativos. Son los q constituyen las familias largas y van marcadas por la letra A y se
sitúan a ambos extremos de la tabla.
Elementos de transición. Son los q constituyen las familias situadas en el centro de la tabla. Van marcadas
con las letra B.
Elementos de transición interna. Son los elementos lantánidos y actínidos, ambos con 14 elementos cada
uno.
JUSTIFICACIÓN DEL SISTEMA PERIÓDICO
Las propiedades químicas de un elemento dependen casi exclusivamente de la distribución electrónica del
nivel energético más externo.
PROPIEDADES PERIÓDICASRadio atómico
Los rayos atómicos se terminan principalmente por valores medios de datos de diversas moléculas q contienen
el átomo de estudio. Dentro de una misma familia, el radio atómico aumenta con Z (o sea, hacía abajo) ya q el
número de capas pobladas de electrones crece gradualmente. En un periodo disminuye al aumentar Z (es
decir, hacia la derecha).
b) Energía de ionización
Es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón a un átomo aislado en su estado fundamental. El
proceso da origen a la formación de un ión positivo o catión:
Átomo + Ei ! ión+ + e−
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Universidad: Desconocido
Subject: Química
Fecha de la carga: 14/01/2014
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