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Configuración electrónica

Enviado por Pablo Turmero



  1. Objetivos
  2. La nube electrónica
  3. Configuración electrónica

Objetivos

Explicar lo que significa un diagrama de niveles y subniveles de energía

Reconocer y analizar la forma o tipos de orbitales

Analizar el significado físico de los números cuanticos

Elaborar la distribución electrónica de un elemento, conociendo su número atómico

  • Ilustrar la aplicación de la regla de Moller, Hund, Paulí, y la Teoría de Lewis en la asignación de electrones en el átomo.

IV.- MOTIVACIÓN- Dibujan y realizan ejercicios de algunas congifuraciones electrónicas, indicando el número de electrones por niveles y subniveles. Identifican los tipos de orbitales atómicos y representan los electrones en los niveles de energía.

Realizan ejercicios de aplicación de las reglas de Moeller y Hund. Determinan los números cuanticos de un elemento cualquiera. Aplican el principio de exclusión de Paulí en la distribución electrónica de los átomos.

V.- ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN.-

La nube electrónica

Es el espacio o zona que rodea el núcleo atómico, donde se encuentran los electrones en movimiento, ubicados en regiones denominados reempes u orbítales.

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Electrones.- Son partículas elementales de carga negativa que se hallan en rápido movimiento en la nube electrónica, girando alrededor del núcleo y sobre su propio eje. Fue descubierta por J.J Thomson. Los electrones se comportan como partículas y como ondas. La carga eléctrica es de 1,602 x 10 -19 Coulumb, igual a la del protón, pero de signo contrario. Su masa es de 9.11 x 10 -31 Kg.

Configuración electrónica

Los electrones que posee un átomo ocupan diferentes posiciones alrededor del núcleo en:

a).- Niveles de energía

b).- Subniveles de energía

a).- NIVELES DE ENERGIA.- En 1913 Niels Bhor fue el que dio el concepto de niveles de energía y dijo "Es la región en la nube electrónica donde se hallan los electrones girando en orbitas, sin ganar ni perder energía".

Niveles

Letras

K

L

M

N

O

P

Q

R

Numero

Quántico

Principal(n)

1

2

3

4

5

6

7

8

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Nota.- Los niveles de energía se representan con letras mayúsculas y números. Cada nivel de energía aloja un número determinado de electrones hasta el cuarto nivel se denomina regla de Rydberg

REGLA DE RYDBERG.- "El máximo de electrones que puede contener un determinado nivel es igual al doble del cuadrado del numero cuantico secundario(n) contando a partir del mas cercano al núcleo"

Formula : 2n2

NIVEL (n)

Regla de rydberg

N° Max de Electrones

K(1)

2 x 12

2

L(2)

2 x 22

8

M(3)

2 x 32

18

N(4)

2 x 42

32

O(5)

32

P(6)

18

Q(7)

8

R(8)

2

ORBITALES O REEMPE.- Son regiones del espacio en la nube electrónica donde es máxima la probabilidad de encontrar un electrón. Como no se puede conocer con exactitud la posición y trayectoria de os electrones, solo nos conformamos con tener una idea bastante aproximada de la REGIÓN ESPACIO ENERGÉTICO DE MANIFESTACIÓN PROBABILÍSTICA ELECTRÓNICA

Región

Espacio

Energético

Manifestación

Probabilística

Electrónica

EJERCICIOS.- Realiza la distribución electrónica del elemento N° 30 (z) y grafica su estructura electrónica.

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EJERCICIOS.- Hacer la distribución electrónica de los siguientes elementos, He, Li, B, C, N, O, Ne, Na, Al, Si, S, K, Ca, Cr, Mn.

Ejemplo:

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b).-SUBNIVELES DE ENERGIA.- Son regiones pequeñas donde se localizan los electrones. Se representa con las letras: s,p,d,f

Se les denomina como numero cuantico secundario

Letras

s

p

d

f

Números

0

1

2

3

s = sharp (neto, nítido)

p = principal

d = Difusa

f = Fundamental

Sub nivel

nombre

l

N° electrones

N° orbitales

N° orbitales

s

sharp

0

1 o 2

1

un orbital s

p

principal

1

1,2,…6

2

tres orbitales p

d

difusa

2

1,2,…..10

3

Cinco orbitales d

f

fundamental

3

1,2…..14

4

Siete orbitales f

NUMEROS CUANTICOS

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NUMEROS CUANTICOS.- Se les conoce también como los parámetros quánticos. Caracterizan al movimiento de los electrones en las inmediaciones del núcleo atómico.

Los parámetro quánticos son: n(Principal), l(Secundario) , m(magnético) y s (Spin)

1.- Numero quántico principal(n).- Determina el nivel energético principal del electrón. Nos da la idea de distancia entre electrón y núcleo. Tienen los siguientes valores enteros y positivos:

n= 1,2,3,4,5,6,7…..

A medida que aumenta el numero quántico principal mas alto será el nivel de energía del electrón.

2.- Número quántico Secundario o azimutal (l).- Determina el subnivel de energía, e indica la forma de la nube electrónica u orbital alrededor del núcleo. Los numero quánticos secundarios de designan con letras.

l = s.p.d.f

Pueden tener lo valores de 0,1,2,3,…

Los valores de "l" dependen de "n"

n= 1 l = 0 ----s

n = 2 l = 0,1----s,p

n = 3 l = 0,1,2,3 ------ s,p,d,

n = 4 l = 0,1,2,3,4….. s,p,d,f

3.- Numero quántico magnético.- (m).- Representa la orientación de los orbitales electrónico en el espacio. El numero de orientaciones que puede presentar el orbital esta dado por los valores que pueden tomar "m"

m = …..-2.-1, 0 +1, +2 …..

4.- Numero quántico spin (s).- Describe la orientación del giro del electrón. Puede tener los valores de

s = - ½ + ½

ORBITALES ATOMICOS.- Es la región donde existe la posibilidad de encontrar un electrón. Un orbital debe tener como máximo dos electrones con spin opuesto, sobre su propio eje,

REGLA DE HUND o PRINCIPIO DE MAXIMA MULTIPLICIDAD .- Determina la distribución de electrones en orbitales. "Al distribuir electrones en orbitales del mismo subnivel, primero se ubica un electrón en cada orbital y luego de ser posible se procede a aparearlo"

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EJERCICIO.- ¿Cuántos orbitales llenos y semillenos tienen el átomo del Nitrógeno (z=7) en su estado fundamental?

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Dos orbitales llenos

Tres orbitales semillenos

FORMAS Y TIPOS DE ORBITALES.- No todos los orbitales tienen la misma forma, ni tamaño ni volumen, sino que difieren con el subnivel (l) y nivel(n) respectivamente. Tendremos orbitales tipo s, orbitales tipo p, orbitales tipo d, y orbitales tipo f

TIPOS DE ORBITALES

1.- Orbitales tipo "s"

2.- Orbitales tipo "p"

3.- Orbitales tipo "d"

4.- Orbitales tipo "f"

a).- Orbitales tipo s:.-Son aquellas que corresponden al subnivel s, es decir l = 0. En cada subnivel s. existe un solo orbital tipo s cuya forma es esférica.

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b).- Orbitales tipo p:. Son aquellos que corresponde al subnivel p , es decir l=1 de acuerdo a su orientación en el espacio , pueden ser de tres clases Px, Py, y Pz, cuya representación cuantica es (-1, 0 +1) respectivamente y tienen la forma de dos trompos unidos por la púas

c).- Orbitales tipo d y f.- Le corresponde al orbital d 5 orbitales y al f le corresponde 7 orbitales. Debido a que esta forma de representar es muy dificultosa y por carecer de importancia para nuestro propósito no lo vamos a graficar

CONFIGURACION ELECTRONICA.- Es la representación simbólica de la distribución de los electrones en la nube electrónica, en orden de menor a mayor energía relativa.

REGLA DE MOELLER O DEL SERRUCHO.- Sirve para obtener distribuciones electrónicas de los elementos químicos. Esta nueva regla cumple con la tabla periódica actual  en bloques de Seaborg que contiene hasta 118 elementos químicos

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n = Numero cuántico principal (1,2,3,4,5,6,7…)

l = Numero quántico secundario (0,1,2,3…)

x = Numero de electrones

Ejemplos:

1.- Hacer la distribución electrónica de;

EJERCICIOS.-

VI.- ACTIVIDADES.-

1.- ¿Que demostró Thomson?

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