QUÍMICA: TEMA: Química atómica- parte 1

QUÍMICA ATÓMICA

ESPECTROSCOPIA

Estudia la interacción entre la radiación y la materia que produce un espectro específico y distinguible para cada átomo de acuerdo a la energía emitida o absorbida. Los elementos al ser excitados (absorben energía) saltan de un nivel a otro de mayor  energía  al quitar la fuente de radiación el electrón vuelve a caer a un nivel más bajo.  La temperatura de un grupo de partículas es indicativa del nivel de excitación.

MODELOS ATÓMICOS

Modelo atómico Dalton: Los átomos son esferas en su mayor parte vacías. Átomos de

un mismo elemento tienen propiedades similares. Los átomos se  combinan en relación de números enteros.

Modelo atómico J. Thomson: El átomo es una esfera cargada positivamente

Donde se incrustan partículas negativas en igual número que las positivas.

Modelo atómico  Ernest Rutherford: Existe una región central (núcleo) donde se  encuentra el total de la carga positiva y la mayor parte de la masa. En determinadas

Órbitas se localizan las partículas negativas.

Modelo atómico de Bohr: Los electrones  pueden saltar de  un nivel a otro  ganando o  perdiendo energía  en términos de  fotones.

 

Configuración electrónica: indica la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, en el cuál las funciones de ondas del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizadas. La configuración electrónica es importante porque determina las propiedades de combinación química de los átomos y por tanto su posición en la tabla periódica.

Cada electrón puede ser identificado específicamente gracias a sus cuatro números cuánticos, los cuales son:

Número Cuántico principal (n): Corresponde al nivel energético en donde se encuentra el electrón. Va desde 1 hacia arriba (1, 2, 3...)

Número Cuántico secundario o azimutal(l): Corresponde al orbital en donde se encuentra el electrón. Se representa por s(0), p (1), d (2) y f (3) 

Número Cuántico Magnético (m): Indica la orientación del orbital donde se encuentra el electrón. Va desde -l hasta l (incluyendo el 0).

Número Cuántico de Spin o Giro (s): Este número cuántico se define tradicionalmente como el giro que posee el electrón. Dos electrones con el mismo giro no pueden tener un mismo m (solo se permiten dos electrones por m y deben tener spines (giros) opuestos).

Ejemplo: cadmio su numero atómico es 48 

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

*Como se sabe cuál es el periodo, grupo y numero de electrones con la configuración electrónica??:  Se observa el último nivel el numero mayor, te da el período, y el exponente o la suma de exponentes el grupo esto en los elementos representativos , : en los de transición no se cumple.

Ej: K  Z=19 .-1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1- 

Tiene 4s1 período 4 .- grupo 1 

*Cómo saber en qué grupo se halla un elemento del que se sabe su configuración electrónica: A partir de la configuración electrónica de un elemento se puede conocer su número de familia siguiendo una serie de razonamientos.

Familias A y B

En primer lugar, diremos que hay dos tipos de familias: las A y las B. Las A son aquellas que o no tienen electrones en subcapas d o tienen completas todas sus subcapas d (es decir, aquellas en cuya configuración encontramos una o varias subcapas d10 pero no d2, d5, d7…). Las B son las que no tienen completa alguna subcapa d, es decir, que tienen configuraciones en las que aparecen subcapas d2, d5, d7… (Son excepción a este regla el Zn, el Cd y el Hg, que sí tienen completas todas sus subcapas d pero son de una familia tipo B.).

Para saber el número de familia de un elemento conviene escribir la configuración electrónica completa del elemento que se obtiene a partir del diagrama de Moeller y ordenar sus capas y subcapas de menor a mayor número cuántico principal n y sin considerar las excepciones.

Familia A

Por ejemplo, la configuración del Sr (Z = 38) sería:

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

Nos fijamos en el orbital u orbitales con valor más alto del número cuántico principal. En este caso es 5. Eso nos dice que el elemento está en el periodo 5. Por otro lado, solo hay un orbital con ese número cuántico máximo, el 5s2. Como tiene 2 electrones, el elemento pertenece a una familia II.

Por lo tanto, el Sr es de la familia IIA.

Vayamos ahora con el Ba. Su configuración es:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s2

Pertenece al periodo 6 y también a la familia IIA (es A porque sus dos subcapas d están llenas).

Sea el Po:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p4

El número cuántico n más alto es el 6. En los dos orbitales con el número cuántico más alto (6s y 6p) tiene 6 electrones en total. Por lo tanto, pertenece a la familia VI, y concretamente a la VIA porque todas sus subcapas d están completas (d10).

El C tiene configuración

1s2 2s2 2p2

No tiene subcapas d, por lo que su familia será del tipo A. Su periodo es 2 y su familia es la IVA.

Familia B

Averiguar el número de familia al que pertenece un elemento cuando esta familia es del tipo B es más complicado. Para los números de familia del IIIB al VIIB, se cuentan los electrones contenidos en la subcapa d que no esté completa y se le suman 2.

Así, la configuración del Re (Z = 75) es:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d5 6s2

Pertenece al periodo 6 y su familia es del tipo B porque tiene una subcapa d no completa. Como los electrones en esa capa son 5, la familia es (5 + 2 = 7) la VIIB.

Pertenecen a la familia VIIIB todos los elementos que tengan una subcapa d incompleta tipo d6, d7 o d8. Por ejemplo, la configuración electrónica del Pt (sin tener en cuenta que constituye una de las excepciones a la regla de Madelung) es:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d8 6s2

Pertenece al periodo 6 y su familia es del tipo B porque tiene una subcapa d no completa. En este caso, la familia es la VIIIB porque tiene esta subcapa es d8.

Finalmente, los elementos con una subcapa d9 pertenecen a la familia IB y los que tienen una subcapa d10 pero no tienen electrones en subcapas p del siguiente número cuántico principal pertenecen a la IIB.

Por ejemplo, el Cd (Z = 48) tiene esta configuración:

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

Tiene una subcapa 4d10 pero no tiene subcapa 5p. Por lo tanto, es de la familia IIB.

(tomado de http://goo.gl/UkAs0w )

Elaborado por: Frank Cañas