MODULO II
EL ATOMO
"Indestructible e indivisible"
Es la unidad más básica de la materia con propiedades de un elemento químico. El átomo es el componente fundamental de toda la materia o sea, todo lo que existe en el universo físico conocido está hecho de átomos. Todo el universo, todas las estrellas, galaxias, planetas y demás cuerpos celestes también están hechos de átomos.
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Algunas Definiciones...
Elemento: Es la sustancia pura que está formada por átomos iguales.
Compuesto: Es una sustancia formada por átomos distintos combinados en una relación numérica sencilla y contante.
Características de Átomo
Se compone de Partículas subatómicas tienen un orden en particular dentro del átomo. Los protones y los neutrones forman el núcleo atómico mientras que los electrones orbitan alrededor de éste.
1850 Se determino que el átomo tiene una estructura interna, está formada por partículas más pequeñas denominadas:
PARTICULAS SUBATOMICAS
- Electrones: Partícula con carga negativa. -1
- Protones: Partícula con carga positiva. +1
- Neutrones: Partícula neutra ( Su masa es ligeramente mayor a la del protón).0
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MODELOS ÁTOMICOS
Dalton (1808)
Está teoría nos dice que Dalton "formulo el átomo como unidad indivisible que esta formada de materia"
Se baso en 4 fundamentos:
- Los elementos formados por partículas extremadamente pequeños llamados átomos.
- Todos los elementos de un mismo elemento son idénticos. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los elementos.
- Los compuestos formados por átomos de más de un elemento.
- Una reacción química implica sola la separación, combinación o reordenamiento de los átomos, nunca supone la creación o destrucción de los mismos.
Thomson (1900) "Teoria del pudin de pasas"
Thomson pensó que los electrones se encontraban inmersos en una sustancia de carga positiva que contrarrestaba la carga negativa de los electrones, ya que los átomos tienen carga neutral.
Algo semejante a tener una gelatina con pasas flotando adentro. Por este motivo a su modelo atómico se le conoció como el modelo del pudín con pasas.
https://www.geoenciclopedia.com/modelo-atomico-de-thomson/
Rutherford (1910)
Rutherford propuso que los átomos tienen un núcleo central donde se encuentra el mayor porcentaje de su masa. Además, según esta teoría, este núcleo tiene carga eléctrica positiva y es orbitado por partículas de carga opuesta y menor tamaño (electrones).
Chadwick (1932)
Determino la presencia de los neutrones. Además demostró la presencia de estás sub-partículas al bombardear una lamina de berilio.
Estableció los neutrones y el peso que se da al átomo.
Borh (1932-1950)
Estableció que los electrones se encuentran distribuidos en diferentes orbitales y que cada uno se encuentras en niveles de energía diferente llamados "orbitales".
*RECORDAR
Nuestros electrones pueden salir de los orbitales para establecer nuevos enlaces.
Los protones +, - cambia el elemento. ( Nos da la identidad del elemento).
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
Nuestro átomo se compone de 2 partes muy importantes:
- Núcleo: Es donde se encuentran la carga total positiva (protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y neutrones.
- Corteza: En está parte se encuentran los electrones que giran alrededor del núcleo. MISMOS ELECTRONES EN LA CORTEZA QUE PROTONES EN EL NÚCLEO, EL CONJUNTO DEL ÁTOMO ES ELECTRICMANTE NEUTRO.
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FUERZA NUCLEAR
- Los protones tienen carga +1 e, experimentan una fuerza eléctrica que tiende a separarlos, pero a una distancia suficientemente corta la fuerza nuclear atractiva es lo suficientemente fuerte como para vencer la fuerza electromagnética.
- Nos dice Tambien que es la energía que se requiere para romper el núcleo en sus protones y neutrones.
NÚMERO ATÓMICO Y NUMERO ÁTOMICO
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| https://conceptodefinicion.de/numero-atomico/ |
Cada elemento se identifica por el número de protones que contiene en su núcleo, estos le brindan estabilidad, y la energía para reaccionar o permanecer en su orbital.
Para identifica la cantidad de protones, neutrones y electrones podemos identificar lo siguiente:
(A): Representa el número de protones en núcleo.
(Z): Representa el número de protones + número de neutrones.
Y mis neutrones los podemos conocer a por medio de la resta de A-Z.
ISOTOPOS
Son conocidos como átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico pero distinto número másico.
podemos entender que (Z) identifica al elemento.
- Los protones nunca se mueven del núcleo.
- Los neutrones no dan propiedades químicas solo propiedades de masa.
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Átomos neutros
Podemos identificar como átomos neutros a los que no tienen excedentes de carga, ya que su número de protones (+) en el núcleo es igual al número de electrones (-) en la corona atómica.
PROTONES+ = NEUTRONES- { PARA REACCIONAR NECESITAR CAMBIAR
Dando como resultado a un ANIÓN (-) O CATIÓN (+)
FORMACIÓN DE IONES
Entendemos que un Ion es un átomo que ha perdido o ganado electrones, debemos recordar que estos no pierden su identidad, sólo se alistan para reaccionar.
Podemos distinguir 2 tipos de iones:
Ión monoatómico: Contiene un solo átomo.
Ejemplo: Na+,Cl-,Ca 2+, Al 3+.
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Ión Poliatómico: Contienen más de un átomo .
Ejemplo: OH-, CN-, NH4.
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Como nuestro ión está listo para reaccionar, identificamos 2 posibles cambias en donde puede convertirse en :
CATIÓN: Es cuando nuestro átomo gana electrones, pero la carga neta resultante es negativa. Por lo tanto debemos debemos restar el número encontrado a nuestros protones.
x+ { RESTAMOS # a los protones
ANIÓN: Es cuando nuestro átomo pierde electrones, pero la carga neta resultante es positiva. Entonces debemos sumas el número que aparezca con la carga negativa.
x- { SUMAMOS # a los protones
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Iones Isoeletrónicos
Son los iones que tienen el mismo número de electrones, son químicamente diferentes pero se parecen en su nube electronica.
Ejemplo:
El CO, N2 y NO+ son bioelectrónicos porque cada uno tiene 2 núcleos y 10 electrones de valencia (4+6, 5+5, y 5+5, respectivamente).
¿COMO CALCULAMOS EL PESO ATÓMICO DE UN ELEMENTO?
Los isótopos de un elemento en la naturaleza se encuentran en cualquier muestra del elemento y por medio una formula nos permite conocer el promedio de la masa y el porcentaje de abundancia del elemento contenido en nuestra sustancia.
FORMULA:
Ejemplo:
El cobre un mental, se utiliza en cables eléctricos y en monedas. La masa atómica de sus isotopos estables Cu- 69.09% y Cu-65 30.91% son 62.93 uma y 64.9278 uma, Cual es su peso atómico para Cu?
Cu | Peso | % |
Cu-63 | 62.93 UMA | 69.09% |
Cu-65 | 64.92 UMA | 30.91% |
Cu | X | ∑100% |
ORBITALES ATÓMICOS
La nube electronica posee niveles de energía que varía según la probabilidad de encontrar allí los electrones.
- Todo electrón se encuentra ocupando una región definida en el espacio conocido como ORBITAL.
- A la separación de los valores de energía entre orbitales le llamamos "CUANTOS"
*ORBITAL: espacio alrededor del núcleo en el que la probabilidad de encontrar un electrón es máxima.
NÚMEROS CUÁNTICOS
La solución de la ecuación de onda de Schrödinger da origen a cuatro tipos de valores llamados números cuánticos. Estos números proporcionan una mejor característica de los electrones.
- Número cuántico principal (n)
- Número cuántico secundario (ℓ)
- Número cuántico magnético (ml)
- Número cuántico espín (s).
n, l, ml : Determina cada orbit.
Es posible encontrar en estos números un máximo de dos electrones y tendran bvalores diferentes según su número cuantico de spin. " principio de Pauli"
ms: Sirve para diferencias a cada uno de los dos e- que componen el mismo.
Número cuántico principal (n)
Nos indica el nivel energético del orbital, siendo el primer nivel el de menor energía, y se relaciona con la distancia promedio que hay del electrón al núcleo en un determinado orbital.
A medida que n aumenta, la probabilidad de encontrar el electrón cerca del núcleo disminuye y la energía del orbital aumenta.
Puede tomar los valores enteros positivos: n= 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Número cuántico secundario (ℓ) subnivel de energía (azimutal)
Este número cuántico describe la forma geométrica del orbital. Los valores de l dependen del número cuántico principal.
El valor de l se designa según las letras:
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| https://www.portaleducativo.net/primero-medio/29/numero-cuantico |
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| https://gavas868501098.files.wordpress.com/2018/04/secundario.jpg |
Número Cuántico magnético (mℓ)
Indica la orientación del orbital en el espacio. Puede tomar valores entre:
- ℓ ...0...+ℓ
Solo pueden tomar valores enteros que van desde –3 hasta +3, incluyendo el cero.
S ℓ=0 ; ml = 0
p ℓ=1 ; ml= -1, 0, +1.
d ℓ=2 ; ml= -2, -1, 0, +1, +2.
f ℓ=3 ; ml= -3-2 -1, 0, +1 +2 +3
Número Cuántico magnético (ms)
indica el sentido de rotación del electrón alrededor de su propio eje. Sus valores permitidos son:
ms = + 1/2 o - 1/2
Cuando un electrón gira o rota genera un pequeño campo magnético, es decir actúa como un pequeño microimán. En base a esta cualidad del electrón en el sistema atómico y molecular, se logra explicar las propiedades magnéticas de una sustancia química.
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| https://www.fullquimica.com/2012/08/numero-cuantico-spin-magnetico-ms.html |
CONFIGURACIÓN ELECTRONICA
Se le llama así a l ordenamiento de los electrones de la nube electronica utilizando números cuánticos.
Utilizamos una notación en la cual se nombra cada orbital:
- Nivel de energía
- Tipo de orbital
- Número de electrones por orbital
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DIAGRAMA DE UN ORBITAL
Es una herramienta de descripción que explica el enlace químico en las moléculas en términos de la teoría del orbital molecular en general, y del método de combinación lineal de orbitales atómicos.
Para realizar nuestro diagrama de orbitales debemos realizar una rayita horizontal que representa un orbital y cada flechita representa un electrón. En cada orbital puede haber un máximo de dos electrones, uno de espín positivo (flechita hacia arriba) y otro de espín negativo (flechita hacia abajo).
A cada tipo de subnivel (s, p, d, f) le corresponde un número determinado de orbitales:
El subnivel s tiene 1 orbital (una rayita)
El subnivel p tiene 3 orbitales (tres rayitas)
El subnivel d tiene 5 orbitales (cinco rayitas)
El subnivel f tiene 7 orbitales (siete rayitas)
Recordemos que para realizar nuestro diagrama y la configuración electronica debemos seguir el principio de construcción (denominado Principio de Aufbau, del alemán Aufbau que significa 'construcción') fue una parte importante del concepto original de Bohr de configuración electrónica. Puede formularse como:
- sólo se pueden ocupar los orbitales con un máximo de dos electrones, en orden creciente de energía orbital: los orbitales de menor energía se llenan antes que los de mayor energía.
https://es.wikipedia.org/wiki/Configuraci%C3%B3n_electr%C3%B3nica
Ejemplo:
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| https://storage.googleapis.com/portaleducativo-net-publica-g3p6/biblioteca/configuracion_electronica_4.jpg |
CONFIGURACIÓN ABREVIADA
es una forma de simplificar la configuración electrónica de un elemento, sustituyendo los puntos anteriores por la capa de valencia, con uno de sus orbitales que tiene el máximo número de electrones.
Los electrones utilizando como punto de referencia el gas noble más cercano al elemento cuya configuración desea conocer.
Gases Nobles:
- He Helio 1s2
- Ne Neón 2p6
- Kr Argón Aire 3p6
- Criptón 4p6
- Xe Xenón 5p6
- Rn Radón 6p6.
De está manera debemos señalar el gas noble antes del elemento químico que queremos realizar la configuración electrónica y luego las capas finales del átomo.
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| https://configuracionelectronica.win/configuracion-electronica-de-kernel/ |
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