CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

PROPONENTE: DRA. MARINA BONILLA  AGOSTO  AGO STO 2010

Resuelve ejercicios de configuración electrónica de los átomos a través de la aplicación de conceptos, principios  y reglas, valorando su importancia como base del estudio de la estructura de la materia.

RECORDANDO   

 ATOMO ESTRUCTURA ATOMICA MODELOS ATOMICOS

Lo maravillosos de aprender es que nadie no lo

¿QUE ES LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA?

ES UN ESQUEMA QUE REPRESENTA LA DISTRIBUCION DE LOS ELECTRONES EN NIVELES, SUBNIVELES Y ORBITALES DE ENERGIA

La configuración electrónica del átomo de un elemento corresponde a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía (Sienko Plane)

TEORIA ATOMICA DE BOHR 

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En 1913 enunció que el núcleo se encontraba en reposo y los electrones giraban alrededor siguiendo órbitas circulares definidas (K,L,M,N,O,P,Q) o niveles de energía (1,2,3,4,5,6,7) Cada órbita tiene un número específico de electrones La distancia entre el electrón y su núcleo es constante. (fuerza centrípeta y fuerza centrífuga)  Mientras el electrón esta en su órbita no gana ni pierde energía. Si el electrón cambia de un nivel inferior a otro adyacente superior recibe un paquete de energía llamado CUANTO El electrón al caer de un nivel externo a otro interno, emite un paquete de energía llamado FOTON

DISTRIBUCION ELECTRONICA SEGÚN BOHR CAPA

Nº ELECTRONES (2n 2 )

Nº ELECTRONES MAXIMO MINIMO

K =1 L=2

2x12 = 2 e2x22= 8 e-

2 e8 e-

M=3

2x32= 18 e-

18 e-

N=4

2x42= 32 e-

32e-

O=5 P=6

2x52= 50 e2x62= 72 e-

32e18e-

18 e8 e-

Q=7

2x72= 98 e-

8 e-

1 e-

En la práctica ningún átomo lleva en el último nivel mas de 8 e-  y un mínimo de 1 eEn la penúltima capa no llevará menos de 8 ni mas de 18. Ninguna de las capas intermedias llevará mas de 32 Lo maravillosos de aprender es que nadie no lo

TEORÍA CUÁNTICA: Principios fundamentales: 

Principio de onda-partícula de Broglie “La materia al igual que la energía presentan caracteres de

onda - partícula. Los electrones giran y por la energía que llevan describen ondas de una longitud determinada.” 

Principio de los niveles estacionarios de energía de Bohr “Un electrón puede girar alrededor del núcleo en forma indefinida”.



Principio de incertidumbre de Heissemberg “Es imposible conocer al mismo tiempo y con exactitud, el

momento y el lugar de un electrón para poder trazar una trayectoria en un determinado nivel de energía”. 

Modelo de Schrödinger “Existen una serie de probabilidades de distribución de los

electrones para los diferentes niveles energéticos que se denominan orbitales atómicos” (densidad electrónica

.

El modelo de Bohr utilizaba un número cuántico (n) para definir una órbita El modelo Schrödinger utiliza tres números cuánticos para describir un orbital: n , l y m  

Orbital es la región del espacio alrededor del núcleo donde se tiene la máxima probabilidad de encontrar un electrón Los electrones no ocupan órbitas fijas sino que están caracterizados por una función de densidad.

MECANICA CUANTICA: NUMEROS CUANTICOS NOMBRE

SIGNIFICADO VALORES PRINCIPAL Determina el tamaño de la orbita 1, 2, 3,... La distancia desde el electrón al LAS ORBITAS POR DONDE núcleo (n) DETERMINAN ElLOS nivelELECTRONES de energía y la ALREDEDOR posición GIRAN DEL de la nube electrónica. NUCLEO • •

•

 AZIMUTAL O

Determina la excentricidad de la órbita SECUNDARIO El subnivel de energía. Hace referencia al tipo de (l) orbital que describe el estado electrónico (s, p, d, f, ...) MAGNÉTICO Determina la orientación espacial de los orbitales (m) electrónicos. Número cuántico SPIN Determina el movimiento de rotación o giro del electrón (m  ) sobre su propio eje. •

•

0,1,2,3., (n-1)

•

s,p,d,f 

-l ,..., 0,....,+l  (2l+1) total de estados Valores posibles

-1/2, +1/2

s 

LA MECANICA CUANTICA TRATA DE DEFINIR EL ORBITAL

REPRESENTACION

REGLAS PARA LA CONSTRUCCION DE LA DISTRIBUCION ELECTRONICA 

POBLACION ELECTRONICA



PRINCIPIO DE MINIMA ENERGIA



PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI



REGLA DE HUND



REPRESENTACION A TRAVES DE CELDAS ELECTRONICAS

POBLACION ELECTRONICA El número máximo de electrones en cada nivel y subnivel de energía Nivel de energía (n)

Tipo de orbital l = 0,1,2,3 s,p,d,f

Nº subniveles

Nº orbitales m = 2l+1

Nº máximo de epor subnivel 2(2l + 1)

Nº máximo total de e-

2e-

2

2e- , 6e-

8

2e- , 6e-, 10e-

18

1,3,5,7

2e- , 6e-, 10e-, 14e-

32

5

1,3,5,7*

5s,5p,5d *

6

1,3,5*

2e- , 6e-, 10e,14e* 2e- , 6e-, 10e-*

5s,5p *

7

1,3*

1

1s

1

1

2

2s,2p

2

1,3

 3

3s,3p,3d

3

1,3,5

4

4s,4p,4d,4f

4

5

5s,5p,5d,5f *

6 7

* De acuerdo a l número atómico existente o real

2e- , 6e-*

 32* 18* 8*

PRINCIPIO DE MINIMA ENERGIA “Los electrones siempre tienden a ocupar los orbitales de menor energía”.

La energía de un subnivel es igual a la suma de los valores de n y l E=n+l

La regla de Auf-Bau, regla nemotécnica permite determinar el orden de llenado de los orbitales de la mayoría de los átomos. Siguiendo las diagonales de Pauling de arriba abajo, se obtiene el orden de energía de los orbitales y su orden de llenado.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f 14 5d10 6p6 7s2 5f 14 6d10 7p6

PRINCIPIO DE LA EXCLUSION DE PAULI “En un átomo cualquiera no pueden existir dos electrones cuyos números cuánticos tengan los mismos valores”.

Establece que cada orbital acepta como máximo 2 electrones que deben tener espines contrarios Ejemplo: 3Li n=2 l= 0 m= 0 ms= +1/2

n=1 l= 0 (n-1) m= 0 (-l,0,l) ms= +1/2 Lo maravillosos de aprender es que nadie no lo

n=1 l= 0 m= 0 ms= -1/2

REGLA DE HUND Cuando un subnivel tiene más de orbital, los electrones se distribuirán en los orbitales disponibles, con sus espines en la misma dirección luego se  pueden parear.

PRINCIPIO DE ESTABILIDAD La distribución más estable de los electrones en los subniveles es aquella que tenga el mayor número de espínes paralelos.

Los electrones se repelen entre sí y al ocupar distintos orbitales pueden situarse más lejos uno del otro. Ejemplo: Grupo VIB:

24Cr 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d4 : es incorrecto 24Cr 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d5 : es correcto Grupo IB

29Cu: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d9 : es incorrecto 29Cu: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d10 : es correcto

REPRESENTACION CON CELDAS ELECTRONICAS Es una grafica de los electrones que existen en un orbital y que esta de acuerdo con el valor del numero cuántico magnético S

SUBNIVEL ELECTRONES

NIVEL 1 0 Ejemplo. 1s2

ORBITAL

s

1 0 0

2p6

2

px py pz -1 0 +2

4f 14

f1

f2 f3

f4 f5 f6

f7

-3

-2

0

+3

4

-1

+1

+2

 Aplicaciones de la configuración electrónica La mayor parte de las propiedades químicas de los elementos vienen determinadas por las capas más externas

BLOQUES s y p: FAMILIAS TIPO A BLOQUES d y f: FAMILIAS TIPO B



Ejercicio: Realizar la configuración electrónica de 40X



1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2

   

PERIODO= 5 VALENCIA MAXIMA= 4 BLOQUE= d FAMILIA

 = IV B

EVALUACION FINAL 

   

EN GRUPO DE DOS ESTUDIANTES REALIZAR EL TRABAJO TALLER TAREA PARA LA CASA Ejercicios 3-4, 3-6,3-7,3-8,3-9,3-19. Paginas 76 y 77. Química. Sienko Plane GRACIAS POR SU ATENCION