Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


Introducción a la estructura atómica: Neutrones, átomos y modelos atómicos, Apuntes de Química

Información sobre neutrones, átomos, experimentos clave en su descubrimiento y diferentes modelos atómicos. Se abordan conceptos como isótopos, Rutherford, modelos atómicos hidrogenoides, electrón, átomos, Bohr y Schrödinger. Se incluyen conceptos relacionados como energía cinética, energía electrostática, principio de exclusión de Pauli y configuración electrónica.

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 03/12/2020

aina-mallen
aina-mallen 🇪🇸

4

(1)

16 documentos

1 / 8

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
despatx CI-207
Fonaments d’estructura atòmica
TEORIA ATÒMICA
Dalton
- estableix la teoria atòmica
- estableix el concepte de pes atòmic relatiu (el pes de qualsevol
element químic és un múltiple de la massa de l’àtom d’hidrogen)
Àtoms
- elements indivisibles (peces fonamentals de la matèria) i no carregats
- es poden combinar entre si donant lloc a compostos químics
- com que són indivisibles es combinen en proporcions simples
(nombres enters)
Faraday
- descobriment de l’electròlisi de l’aigua: si s’aplica una diferència de
potencial gran a una molècula d’aigua aquesta es trenca (es produeix
una reacció química)
- lleis de Faraday
Àtom
- neutre
- ionitzable (està compost per càrregues positives i negatives, per tant
ja no és l’estructura fonamental)
Thomson
- experiment dels raigs catòdics: descobreix la massa i la càrrega dels
electrons
- e= -1,602 x 10-9 C
- m e= 9,109534 x 10-28 g
- experiment dels raigs canals o anòdics: descobreix la massa i la
càrrega dels protons
- p= 1,602 x 10-9 C
- m p= 1,672 x 10-24 g
Z = nombre atòmic = núm. de protons = num. d’electrons (neutre)
- el que defineix un element químic
M = Z + num. de neutrons = M isòtop1 + M isòtop2 + etc. / 100
- isòtop: mateix nombre atòmic però diferent nombre de
neutrons (diferent nombre màsic)
pf3
pf4
pf5
pf8

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Introducción a la estructura atómica: Neutrones, átomos y modelos atómicos y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!

[email protected] despatx CI-

Fonaments d’estructura atòmica

TEORIA ATÒMICA

Dalton

  • estableix la teoria atòmica
  • estableix el concepte de pes atòmic relatiu (el pes de qualsevol element químic és un múltiple de la massa de l’àtom d’hidrogen) Àtoms
  • elements indivisibles (peces fonamentals de la matèria) i no carregats
  • es poden combinar entre si donant lloc a compostos químics
  • com que són indivisibles es combinen en proporcions simples (nombres enters) Faraday
  • descobriment de l’electròlisi de l’aigua: si s’aplica una diferència de potencial gran a una molècula d’aigua aquesta es trenca (es produeix una reacció química)
  • lleis de Faraday Àtom
  • neutre
  • ionitzable (està compost per càrregues positives i negatives, per tant ja no és l’estructura fonamental) Thomson
  • experiment dels raigs catòdics: descobreix la massa i la càrrega dels electrons
  • e= -1,602 x 10-9 C
  • m e= 9,109534 x 10-28 g
  • experiment dels raigs canals o anòdics: descobreix la massa i la càrrega dels protons
  • p= 1,602 x 10-9 C
  • m p= 1,672 x 10-24 g Z = nombre atòmic = núm. de protons = num. d’electrons (neutre)
  • el que defineix un element químic M = Z + num. de neutrons = M isòtop1 + M isòtop2 + etc. / 100
  • isòtop: mateix nombre atòmic però diferent nombre de neutrons (diferent nombre màsic)

Rutherford

  • experiment de la làmina: quan s’incideixen feixos de partícules alfa (+) a una làmina qualsevol metall, la majoria d’elles no es veuen afectades, només algunes modifiquen la seva trajectòria - allò que canvia la seva trajectòria ha de ser una altra partícula positiva - la càrrega positiva ha d’estar molt concentrada en un punt de l’espai
  • model dels àtoms hidrogenoides (1 e- que va donant voltes)
  • electró: sotmès a dues forces
    • energia cinètica centrífuga (partícula que dona voltes) que tendeix a allunyar-lo
    • energia electrostatica (atracció entre la càrrega positiva i negativa) perquè no s’allunyi
    • com que l’e- no s’envà → Ec = Ee → energia electró = ½ Ec Àtom
  • majoritàriament buit
  • càrrega positiva molt concentrada, nucli molt dens
  • 99,9% de la massa
  • 0,01% de l’espai
  • 1 àtom = 1 A = 10-10 m Bohr Postulats (no els va demostrar)
  • l’electró es manté en una òrbita en la qual no emet energia, es manté estable
  • no totes les òrbites són possibles, només aquelles que el seu moment angular és un múltiple de la constant de Planck (n)
  • amb Z=1 → r= a sub0 x n
  • a sub0 = radi de Bohr = 0,529 x 10-10 m
  • E = constant x 1/n
  • espectres d’absorció i d’emissió: sals dels electrons entre dues òrbites quan l’àtom absorbeix o desprèn energia
  • cada àtom en té un de característic incorpora la idea de quantització a la mecànica clàssica Newtoniana Discrepàncies del model de Bohr (no explica res sobre l’enllaç químic) → necessitat d’un nou model de l’àtom Schrodinger Model que sorgeix de considerar que les partícules quàntiques es poden comportar com a ones: dualitat ona-partícula
  • es van començar a aplicar les particules les fórmules que s’aplicaven a les ones
  • sistema descrit per una funció matemàtica anomenada funció d’ona

Orbital S (completament simètric): la probabilitat de trobar l’electró no depèn dels angles, només de la distància fins al nucli (radi)

  • no és un valor exacte, és un rang de distàncies Node: regió de l’espai on la densitat electrònica és 0 (no hi ha probabilitat de trobar l’electró en aquella zona)
  • ex. al nucli o molt lluny d’aquest → D(0)=0 i D(inf.)=
  • node radial: la d. electrònica esdevé 0 en determinats radis → n-l-
  • node angular: la d. electrònica esdevé 0 en determinats angles → l
  • nodes totals: radials + angulars → n-
  • D(r) = r2 x R2 (r) Orbitals no S : amb el mateix radi, la probabilitat de trobar l’electró depèn de l’angle colors: signe diferent de la funció angular (part positiva i part negativa)

Difusivitat: capacitat d’un orbital per estendre la densitat electrònica per l’espai (com + num. quàntic principal, + difusivitat) Penetrabilitat: capacitat d’un orbital de per situar la densitat electrònica el més a prop del nucli possible (com + num. quàntic principal, - penetrabilitat)

  • àtom hidrogenoide: el resultat de l’equació d'Schrodinger és una solució exacta → orbital 1s - representa un dels estats energètics de l’àtom
  • àtom polielectrònic: el resultat de l’equació d'Schrodinger és una aproximació → orbital del tipus 1s - representa l’estat energètic d’un dels seus electrons - energia = suma de les energies de cada electró - funció d’ona = producte de les funcions d’ona de cada electró - no es pot conèixer la trajectòria d’un electró sense conèixer prèviament la de l’altre i viceversa Principi d’exclusió de Pauli No pot haver-hi dos electrons amb els mateixos quatre números quàntics (dos electrons per orbital amb spin diferent) Configuració electrònica Distribució dels electrons d’un àtom en els diferents orbitals Configuració electrònica fonamental: estat de mínima energia Principi d’Aufbau: la configuració electrònica fonamental s’obté omplint els orbitals per ordre creixent d’energia Configuració de capa tancada: quan els orbitals s i p amb el mateix nombre quàntic principal estan plens d’electrons
  • àtoms molt estables, no participen de reaccions químiques (gasos nobles) Electrons de valència: electrons que en una configuració electrònica no formen part dels orbitals de les capes tancades
  • els més externs, més energètics
  • responsables de la major part de les propietats dels àtoms
  • electrons de capa de valència interna (semicapes amb n-1 i n-2): no participen en les interaccions químiques
  • electrons de capa de valència externa l’energia entre els orbitals d i s és molt propera

La taula periòdica

  • dibuixa patrons de periodicitat (patró de repetició) de propietats químiques en els elements
  • relacionada amb els electrons de capa de valència de l’àtom Període (filera): elements amb el mateix nivell energètic (n)
  • número més gran de la configuració electrònica Grup (columna): elements amb el mateix nombre d’electrons en el seu últim nivell Propietats periòdiques Càrrega nuclear efectiva (Z*): càrrega que experimenten els electrons una vegada s’ha tingut en compte l’apantallament amb la resta d’electrons
  • apantallament: segons quan d’eficient sigui, l’electró sentirà més o menys la càrrega del nucli
  • no és tan accentuat en els blocs d i f
  • és una compensació de càrrega, no és mesurable
  • els electrons interiors d’un àtom apantallen l’atracció del nucli atòmic sobre els electrons perifèrics, ja que la debiliten → com més electrons, apantallament menys eficient
  • com menys apantallament, més càrrega nuclear efectiva
  • els electrons externs senten una mica més de càrrega positiva
  • augmenta d’esquerra a dreta Radis atòmics i iònics
  • radi atòmic, radi metàl·lic i radi iònic
  • la disminució no és tan important en els blocs d i f
  • l’efecte dels electrons d dona lloc a la contracció?
  • cations - contracció, anions - expansió
  • elements isoelectrònics: ions que tenen el mateix nombre d’electrons però diferent nombre atòmic (ex. Liti i Beril·li)
  • disminueix d’esquerra a dreta i augmenta de dalt a baix Energia de ionització: energia necessària per poder arrencar l’electró més extern d’un àtom neutre
  • es passa d’un estat neutre a un amb càrrega
  • com més extern és l’electró, menys energia de ionització
  • irregularitats: es deuen al fet que hi ha configuracions electròniques especialment estables
  • elements que passen a ser estables quan cedeixen un electró
  • augmenta d’esquerra a dreta i disminueix de dalt a baix

Afinitat electrònica: energia que s'allibera quan un àtom neutre en estat fonamental o gasós captura un electró i es transforma en ió negatiu gasós

  • poden ser positives o negatives
  • augmenta d’esquerra a dreta i disminueix de dalt a baix Electronegativitat: tendència que té un element a atreure els electrons quan forma un enllaç amb un altre element
  • com + electronegativitat, + energia d'ionització i + afinitat electrònica
  • augmenta d'esquerra a dreta i disminueix de dalt a baix Estat d’oxidació
  • valència d'un element quan aquesta s’associa amb altres elements
  • relacionat amb l’electronegativitat
  • a partir de les configuracions electròniques es poden deduir els estats d’oxidació més comuns
  • efecte del parell inert: els elements del grup 13 (estat d’oxidació 3) tendeixen a perdre 3 electrons per quedar-se amb una capa sencera (tancada, estable)
  • elements més pesants d’aquest grup: es dona el cas que els 2 electrons més interns són molt baixos en energia (molt estables) i, per tant, tendeixen a perdre només 1 electró (també tenen estat d’oxidació 1)
  • metalls de transició (electrons d): elements capaços d’anar perdent electrons de un a un