El documento describe la evolución del modelo atómico a través del tiempo, desde el modelo de Dalton en 1808 hasta el modelo actual. Explica que el modelo actual se basa en la mecánica cuántica propuesta por Schrödinger en 1926, la cual describe al electrón como una nube de probabilidad de encontrarlo en lugar de una partícula definida. También describe los cuatro números cuánticos (n, l, m, s) que definen las características de los electrones en un átomo.
Bloque ii modelo actual y configuracion electronica2017.pdf [autoguardado]
1.
2. Modelo Atómico Actual
Erwin Schrödinger: describe el
comportamiento del electrón en función
de sus características ondulatorias y se
deriva de 3 conceptos
1808 - Modelo atómico de John Dalton
1897 - Modelo atómico de Thomson
1911 - Modelo atómico de Rutherford
1913 - Modelo atómico de Bohr
1916 - Modelo atómico de Sommerfeld
1926 - Modelo atómico de Schrödinger
3.
4. El átomo de Bohr
• En 1913, Niels Bohr mejoró la
concepción del átomo,
introduciendo la estructura
electrónica.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. Al absorber energía
pasa de un estado
basal a un estado
excitado
Al liberar energía pasa
de un estado excitado
a un estado
fundamental.
12.
13. En el átomo de CLORO:
2 - 8 - 7
quiere decir que en:
el primer nivel tiene 2 electrones
el segundo nivel tiene 8 electrones
y el tercer nivel tiene 7 electrones
El primer nivel es el que se encuentra más
cercano al núcleo.
El cloro tiene 17 electrones
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23. MODELO ATOMICO MODERNA
Con todo lo anterior, se proponen el
modelo más actual, que refiere a una nube
electrónica, que describe la posición
probable donde los electrones se
encuentran en el átomo.
24.
25. Schrödinger
• Inicia la mecánica cuántica, donde el
electrón se piensa como partícula.
• Para demostrar la posición probable,
determina los 4 números cuánticos.
26. EJEMPLO:
• Para entenderlo mejor utilizaremos la siguiente analogía.
Si un alumno sale todos los días de su casa a la misma hora, camina por la
misma ruta hasta llegar a la preparatoria, una vea ahí siempre usa el mismo
camino para llegar a su aula, en ella permanece 4 horas, de ahí sale y va por
el mismo camino a la cafetería. Si esto lo repite todos los días desde las
7:00am que sale de clase hasta la 1:00 pm que sale de la cafetería. Podríamos
saber dependiendo de la hora donde podríamos ubicarlo. La probabilidad de
encontrarlo en ese recorrido es muy alta.
Si pensamos ahora que la ruta seguida por el alumno es el orbital y que el
alumno es el electrón. La probabilidad de encontrar al electrón es muy alta
dentro del orbital.
27. Orbital atómico
Un orbital atómico es la máxima probabilidad de encontrar a
un electrón.
Configuración electrónica.
Expresa la secuencia de los electrones contenidos en un
átomo, estos electrones se encuentran en los orbitales. Las
características de estos orbitales (nivel, forma y orientación),
está definida por los números cuánticos
Los números cuánticos.
Los números cuánticos son los parámetros de la función de
onda, ellos definen las características de los orbitales.
GLOSARIO
28.
29. Paul Dirac y Ernest Jordan
• Describen al
electrón
como una
onda que
vibra en torno
al núcleo.
En 1928 Dirac logro una descripción cuanti-relativista del electrón,
prediciendo la existencia de la antimateria.
En las ecuaciones de Dirac y Jordan aparece el cuarto parámetro con
característica cuántica, denominado s, además de los ya conocidos n, l, y m.
30. Números cuanticos.
• Los números cuánticos, son valores numéricos
enteros que permiten identificar al electrón y
situarlo dentro del átomo.
• Son cuatro los números cuánticos: n, l, m y s
(mS).
31.
32. Cálculos
• Se describirá de manera muy específica como
calcular cada uno de los números cuánticos.
42. Las letras s, p, d, f identificativas de los tipos de
subniveles proceden de los nombres que recibieron
los distintos grupos de líneas espectrales relacionadas
con cada uno de los orbitales.
sharp : líneas nítidas pero de poca intensidad;
principal : líneas intensas;
difuse : líneas difusas;
fundamental : líneas frecuentes en muchos espectros
43. Subnivel s
s (valor de l=0)
Este subnivel, de apariencia esférica, recibe el
nombre de s (Sharp)
44. Subniveles p
• Estos 3 subniveles, de apariencia elíptica, formando forma de
moños o cacahuates, reciben el nombre de P
• Cada subniveles (forma) puede contener solamente 2 electrones
y siempre van los 3 juntos, por lo que P puede contener hasta 6
electrones
p (valor del=1)
45. Subniveles d
• Estos 5 subniveles, de apariencia moños dobles, reciben el
nombre de d
• Cada subniveles (forma) puede contener solamente 2 electrones
y siempre van los 5 juntos, por lo que d puede contener hasta 10
electrones
d (valor de
l=2)
46.
47. A continuación se explica,
-cómo se calculan los valores de l (ele)
-como se representan para
configuración electrónica.
-contenido máximo de electrones por
subnivel ( es decir el valor de l)
-Su representación en la tabla
periódica.
48.
49.
50.
51. He ….excepción
• El Helio en la tabla periódica está en el nivel 1
(es decir n=1), pero su subnivel es S ( es decir
l=0).
• Si observaste en la tabla anterior, no está en
las columnas S en la tabla periódica.
• El Helio es excepción, está en la última
columna por sus propiedades química, que
corresponden a un gas noble, ya que tiene su
nivel lleno.
52.
53.
54. Se representa:
2s2
n= 2 l= 0
Número de electrones
Se representa:
2p6
n= 2 l= 1
Numero de electrones
Máximo número de electrones en el
subnivel S es 2.
Máximo número de electrones en el
subnivel p es 6.
55.
56. El valor de l (ele), depende del valor de n.
Cuando n tiene valor de 3, l (ele) tiene valor de 0 hasta n-1
Por lo que 3-1 = 2, por lo que tiene tres valores, 0 (cero), 1 (uno) y 2
(dos).
El valor de cero (0) corresponde a forma de S (esfera) y puede contener
hasta 2 electrones.
El valor de uno (1) corresponde a forma de p (principal), forma de
cacahuate, y son tres formas cada forma contiene 2 electrones las
formas son px, py y pz, donde x,y , z son los ejes en el espacio.
El valor de dos (2) corresponde a forma d (difuso), forma de moño
dobles y son cinco formas cada forma contiene 2 electrones, por lo que
en total tendrán 10 electrones.
Calculo con los valores actuales
57.
58. n=3 ; l= 0,1,2
TERCER NIVEL
3d
px py pz
dxy dxz dyz dx2-y2 dz2
3p3s
60. Se representa:
3s2
n= 3 l= 0
Número de electrones
3p6
n= 3 l= 1
Numero de electrones
Máximo número de
electrones en el subnivel
s es 2.
Máximo número de
electrones en el
subnivel P es 6.
3d10
n= 3 l= 2
Numero de electrones
Máximo número de electrones en el
subnivel d es 10.
61.
62. El valor de l (ele), depende del valor de n.
Cuando n tiene valor de 4, l (ele) tiene valor de 0 hasta n-1
Por lo que 4-1 = 3, por lo que tiene cuatro valores, 0 (cero), 1 (uno), 2
(dos) y 3 (tres)
El valor de cero (0) corresponde a forma de S (esfera) y puede contener
hasta 2 electrones.
El valor de uno (1) corresponde a forma de p (principal), forma de
cacahuate, y son tres formas cada forma contiene 2 electrones las
formas son px, py y pz, donde x,y , z son los ejes en el espacio.
El valor de dos (2) corresponde a forma d (difuso), forma de moño
dobles y son cinco formas cada forma contiene 2 electrones, por lo que
en total tendrán 10 electrones.
El valor de tres (3) corresponde a forma f (fundamental), forma
compleja y son siete formas cada forma contiene 2 electrones, por lo
que en total tendrán 14 electrones.
Calculo con los valores actuales
65. Se representa:
4s2
n= 4 l= 0
Número de electrones
4p6
n= 4 l= 1
Numero de electrones
Máximo número de
electrones en el subnivel
s es 2.
Máximo número de
electrones en el
subnivel p es 6.
4d10
n= 4 l= 2
Numero de electrones
Máximo número de electrones en el
subnivel d es 10.
4f14
n= 4 l= 3
Numero de electrones
Máximo número de
electrones en el
subnivel f es 14.
71. Numero cuántico magnético
m : Número cuántico de la orientación espacial del
orbital.
(Significado: energía: rango_ -l<m<l
72. • El número cuántico magnético: m = - l , 0, + l
• El número cuántico m se relaciona con la orientación
de los orbitales dentro de un subnivel. Los orbitales de
un mismo subnivel difieren por su orientación en el
espacio y no por su energía.
• Los valores de m dependen del valor de l (ele) , los
cuales pueden iniciar desde –l (ele) hasta +l (ele),
incluyendo al cero.
• El número de valores de m para un subnivel dado,
especifica el número de orientaciones que pueden
tener los orbitales de ese subnivel y por tanto el
número de orbitales en ese subnivel.
73.
74. Explicación breve
• Por cada valor numérico de m, se representa con
una línea ( 𝑛𝑙
) o una casilla ( ).
• Es decir para valor de 0 va una casilla
• Para valor de -1, 0, +1 van tres casillas
• Para valor de -2,-1,0,+1,+2 van cinco casillas
• Para valor de -3,-2,-1,0.+1,+2,+3 van siete casillas.
• Por cada casilla van 2 electrones….. Seguir
leyendo para que veas los ejemplos.
78. Calculo:
El valor de m(eme), depende del valor de l (ele).
Cuando n tiene valor de 2. l (ele) tiene valor de 0 hasta n-1.
Por lo que 2-1 = 1, por lo que solo tiene dos valores y son de 0 (cero) y 1 (uno)
El valor de m se calcula en base a l (ele), desde –l (ele) pasando por 0 hasta +l (ele).
Por lo que para el valor de l = 0, el valor de m = 0
El valor para el valor de l = 1, el valor de m será -1 , 0 +1
Calculo con los valores actuales
79.
80. 2𝑆
Se representa con
una línea y en cada
línea van dos
electrones.
m= 0
n= 2 l= 0
n= 2 l= 1
m= -1
2p
m=0 m=+1
Se representa un
valor con una línea
y en cada línea van
dos electrones.
px py pz
81.
82.
83. Calculo:
El valor de m(eme), depende del valor de l (ele).
Cuando n tiene valor de 3. l (ele) tiene valor de 0 hasta n-1.
Por lo que 3-1 = 2, por lo que solo tiene tres valores y son de 0 (cero) , 1 (uno) y 2
(dos).
El valor de m se calcula en base a l (ele), desde –l (ele) pasando por 0 hasta +l (ele).
Por lo que para el valor de l = 0, el valor de m = 0
Por lo tanto, para el valor de l = 1, los valores de m serán -1 , 0 +1
Y para el valor de l=2, los valores de m serán -2,-1,0,+1,+2
Calculo con los valores actuales
84.
85. 3𝑆
Se representa con
una línea y en cada
línea van dos
electrones.
m= 0
n= 3 l= 0
n= 3 l= 1
m= -1
3p
m=0 m=+1
Se representa un
valor con una línea
y en cada línea van
dos electrones.
px py pz
86. n= 3 l= 2
m= -2
3d
m=-1 m=0
Se representa un valor con una línea y
en cada línea van dos electrones.
m= +1 m= +2
87.
88. Calculo:
El valor de m(eme), depende del valor de l (ele).
Cuando n tiene valor de 4. l (ele) tiene valor de 0 hasta n-1.
Por lo que 4-1 = 3, por lo que solo tiene cuatro valores y son de 0 (cero) , 1 (uno), 2
(dos) y 3 (tres).
El valor de m se calcula en base a l (ele), desde –l (ele) pasando por 0 hasta +l (ele).
Por lo que para el valor de l = 0, el valor de m = 0
Por lo tanto, para el valor de l = 1, los valores de m serán -1 , 0 +1
Y para el valor de l=2, los valores de m serán -2,-1,0,+1,+2
Para el valor de l=3, los valores de m serán -3,-2,-1,0,+1,+2,+3
Calculo con los valores actuales
89.
90. 4𝑆
Se representa con
una línea y en cada
línea van dos
electrones.
m= 0
n= 4 l= 0
n= 4 l= 1
m= -1
4p
m=0 m=+1
Se representa un
valor con una línea
y en cada línea van
dos electrones.
px py pz
91. n= 4 l= 2
m= -2
4d
m=-1 m=0
Se representa un valor con una línea y
en cada línea van dos electrones.
m= +1 m= +2
98. Analicemos que información nos proporciona la siguiente
información: orbital 2s
Con esa información sabremos que el orbital:
• se encuentra en el nivel 2 (número cuántico n=2),
• que tiene forma esférica (orbital s, significa que tiene un l=0)
• que su número cuántico magnético, m=0; es decir no importa
como se coloque tendrá la misma información. Si pensamos
en la esfera esto es cierto.
• Sabemos además que cada orbital puede albergar hasta dos
electrones, ¿cómo poder diferenciar a los dos electrones?
• Para ello se emplea un cuarto número cuántico, el del espín
electrónico s, también se le da la notación ms.
103. Calculo:
El valor de ms(spin), depende del giro del electrón
Se van ordenando, primero se colocan los que van en
sentido + con valor de +1/2
Y después los que van en sentido – con valor de -1/2
Calculo con los valores actuales
104.
105.
106. Relación con la tabla periódica.
m =0 0
n= 1 l = 0 m= 0
H He
l=0
n=1
ms=+1/2 -1/2
112. Relación con la tabla periódica.
m =-1 0 +1 -1 0 +1
n= 2 l = 0 m= 0
l = 1 m= -1,0,+1
H
l=0
n=2
l=1
m =0 0
ms=+1/2 -1/2
ms=+1/2 +1/2 +1/2 -1/2 -1/2 -1/2
113. Número de electrones que alberga un orbital
Cada orbital puede albergar hasta dos electrones
114. Diagrama de árbol para n=1
n=1
l=0
m=0
1s
Primer nivel de energía
subnivel
1 orbital
118. Principio de Exclusión de Pauli
• Determina el número posible de
electrones en cualquier nivel principal.
• “Estableció que dos electrones en un
mismo átomo no pueden tener los cuatro
números cuánticos iguales”
119.
120.
121. Configuración electrónica
De Aufbau o de
construcción progresiva
Se determina por el proceso
Expresa la secuencia de los electrones contenidos en un átomo, estos
electrones se encuentran en los orbitales. Las características de estos
orbitales (nivel, forma y orientación), está definida por los números
cuánticos
Exclusión Máxima sencillez Máxima
multiplicidad
Los electrones
están en relación
al número atómico
para átomo neutro
122. Principio de Edificación Progresiva
(Regla de Aufbau ó diagonales)
• “Cada nuevo electrón añadido a un átomo
entrara en el orbital disponible de menor
energía”
• Orden del llenado de los electrones de un
átomo
Jaime Keller Torres.
Configuración electrónica de los
Átomos
Aufbau: arquitectura en alemán
123. • Esta regla establece que en un átomo
polielectrónico, los electrones se distribuyen
ocupando los orbitales de los subniveles, en
orden creciente de energía. El orden de
llenado de los subniveles se obtiene a partir
de la suma (n+l(ele) ). Cuando dos subniveles
tengan el mismo valor de (n+l(ele) ) se llena
primero el de menor valor de n.
124. Principio de máxima sencillez de Yeou-Ta
• El orden que se sigue para estructurar los
distintos subniveles en la configuración
electrónica, refiriéndose que en un átomo
primero se estructuran aquellos subniveles
cuya suma de n+l sea menor, y si en varios es
igual, se estructuran primero aquellos en
donde n sea menor.
125.
126. DIAGRAMA DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Se sigue el orden de las flechas, de base a punta de la flecha, y así de
arriba hacia abajo.
El número de electrones máximo que admite cada orbital
Orbital s 2e- S2
Orbital p 6e- P6
Orbital d 10 e- d10
Orbital f 14 e- f14
127. Para elaborar la configuración electrónica de los
átomos, se sigue el orden presentado en el
diagrama de configuración electrónica, se
suman los exponentes para obtener el total de
electrones requeridos para un determinado
átomo.
Se van acomodando de acuerdo al menor nivel
n, al de mayor nivel n, y se acomodan en caso de
valores n+l, es decir como se observa el orden
de las diagonales
128.
129. Existen diferentes formas de expresar
una configuración electrónica:
• En forma exponencial conocida también como
notación spdf
• En este tipo de configuración los electrones se
representan mediante exponentes numéricos.
• Por ejemplo: La configuración del hidrógeno, es
1s1, lo cual se lee «uno ese uno».
• La configuración del helio, es 1s2, lo cual se lee
«uno ese dos». La configuración del litio, es 1s2
2s1, lo cual se lee «uno ese dos, dos ese uno».
133. Principio de Exclusión de Pauli
• Determina el número posible de
electrones en cualquier nivel principal.
• “Estableció que dos electrones en un
mismo átomo no pueden tener los cuatro
números cuánticos iguales”
134.
135.
136. Configuración electrónica en Diagrama
Consiste en sustituir los exponentes (número de electrones) por vectores
(flechas), según el principio de máxima multiplicidad de Hund.
• En forma gráfica o vectorial conocida
también como diagrama de cajas de orbitales
• Este tipo de configuración nos permite indicar
el número de electrones en cada orbital y el
sentido de los espines de cada uno de ellos,
por medio de flechas ↑↓.
141. La configuración electrónica de un átomo se obtiene siguiendo unas
reglas:
En cada orbital solo puede haber 2 electrones.
Los electrones van ocupando el orbital de menor energía que esté vacante.
Cuando se llenan orbitales de la misma energía (p o d) primero se coloca un electrón en
cada uno de los orbitales y luego se van completando.
1
2
3
1s 3s2s 3p2p
2s1s 3s 3p2p
2s1s 3s 3p2p
Al13
Si
14
P15
Configuración en caja
142. Electrón diferencial
• Ultimo electrón que entra en un átomo
Depende la
ubicación de un
elemento en la
tabla periódica.
Los electrones en los niveles de
energía externos se denominan
electrones de valencia y que serán
utilizados en la formación de
compuestos
143. 1 s2
el número 1 delante de la letra indica el nivel;
la letra "s" indica el subnivel;
y el superíndice 2, la cantidad de electrones.
2 p6
el número 2 delante de la letra indica el nivel;
la letra "p" indica el subnivel;
y el superíndice 6, la cantidad de electrones.
1 s2 2 s2 2 p6 3 s1
La suma de los electrones (superíndice) en cada nivel es:
1º nivel: 2 electrones;
2º nivel: 8 electrones;
3º nivel: 1 electrón;
Na
En relación con
el modelo de
Bohr…
144. Configuración tipo kernel
• Este tipo de notación nos permite escribir en forma
abreviada una configuración electrónica, que de otra
forma sería más extensa.
• El término kernel fue introducido por Lewis y Langmuir,
para designar la parte interna del átomo, que quedaría
si la separamos de la capa externa de electrones.
• El kernel de cualquier átomo se representa con el
símbolo químico y número atómico del gas noble
correspondiente, entre corchetes, cuyo número de
electrones sea inmediato inferior al del átomo que se
desea representar.
145.
146. Diagrama de Kernel
• Todos los elementos tienden a llenar sus
niveles energéticos. Como los gases nobles
He2
Ne10
1s2
1s2 2s2 2p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6
Ar18
Kr36
Xe54
Rn86
165. Valencia
• Los electrones de valencia de un elemento
químico es el total de electrones que se
encuentran en el nivel más alto, son los
electrones que se encuentran en la última
capa del átomo
168. Estado de oxidación
• Es el número entero que representa el
número de electrones que un átomo ha
ganado, perdido o compartido cuando forma
un compuesto, por tanto los números de
oxidación pueden ser positivos o negativos
según la tendencia del átomo a perder o ganar
electrones. Con lo que los átomos se
mantienen estables.
