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Representación atómica: número atómico, número de masa, isótopos y masa atómica promedio.

Componentes atómicos: partículas subatómicas

La partícula sub-atómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta.

Las propiedades de las 3 partículas son :

  • Protón: Se encuentra en el núcleo. Tiene carga positiva igual en magnitud a la carga del electrón.
  • Electrón: Se encuentra en la corteza. Tiene carga negativa.
  • Neutrón: Se encuentra en el núcleo. No posee carga eléctrica.

Estructura atómica de los elementos químicos

Principio de dualidad. Broglie

Teoría atómica cuántica

El principio descansa sobre el efecto foto eléctrico, el cual plantea que la luz puede comportarse de dos maneras según las circunstancias:

  • Luz como una onda
  • Luz como partícula

Se considera una de las teorías más importantes. Esta afirmación se sustenta en dos aspectos:

La energía de los fotones es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación que los emite

E = h . f

  • Describe con gran precisión una parte tan pequeña y universal de la materia como es el átomo.
  • Constituye la base para todo el conocimiento de los fenómenos químicos de la materia.

En el desarrollo histórico de la teoría se pueden destacar tres grandes etapas:

Principio de incertidumbre. Heisenberg

  • Naturaleza eléctrica de la materia y la naturaleza del electrón
  • El átomo consta de un núcleo rodeado por electrones.
  • Las ecuaciones de la mecánica cuántica, capaces de explicar el comportamiento de los electrones en los átomos.

Establece que no se pueden medir con total precisión la velocidad y la posición de una partícula al mismo tiempo.

Cuanto más precisa es la medición de su posición, menos precisa es la posibilidad de medir su velocidad.

Principio de exclusión. Pauli

Principio de máxima multiplicidad. Hund

Esta regla establece que por cada espacio o tipo de orbital, puede contener únicamente 2 electrones, y con spin contrario. El par de electrones, tienen 3 número cuánticos iguales y difiere en el número cuántico de spin.

Cuando se realiza el llenado electrónico primero se llena el orbital "s" y se continua con el siguiente orbital del mismo nivel. Los electrones se acomodan de uno en uno hasta llenar todos los espacios de ese orbital, colocando el electrón con el mismo spin (flecha hacia arriba) y se regresa con el primer espacio colocando la flecha en sentido contrario para empezar a llenar en el mismo orden todos los espacios.

Representaciones de los orbitales

Números cuánticos. Schrödinger

Niveles, subniveles, orbitales y spin

  • Orbitales "s" : Son esféricamente simétricos.

En un mismo orbital pueden quedar espacios vacíos o espacios semi llenos.

Por ejemplo al distribuir los electrones por niveles, un mismo espacio de oral tiene una flecha hacia arriba y hacia abajo. La representación se llama configuración electrónica desarrollada, donde cada flecha indica un electrón, (+1/2) y (-1/2)

  • Número cuántico principal (n)

Representa al nivel de energía, su valor es un número entero positivo y determina el tamaño de las órbitas

Por ejemplo el Flúor con Z = 9 , acomoda sus 9 electrones entre el primer y el segundo nivel, eso se representa en una configuración condensada.

9F 1s2/2s2 2p5

Principios de

ordenamiento

electrónico

Los niveles principales de energía se designan con la letra "n", a medida que "n" aumenta también la energía del electrón, y en promedio, se encuentra más alejado del núcleo

En una representación de configuración desarrollada, desde el acomodo del primer electrón, hasta el electrón número 9, el llenado se haría de la siguiente forma:

  • Orbitales "p" : Su forma es de dos lóbulos situados en lados opuestos al núcleo, aumentan de tamaño al aumentar el número cuántico principal.

Cada nivel de energía se divide según el momento angular orbital, se le asigna una letra determinada: s, p, d, f, llamados subniveles

  • Número cuántico secundario (l)

Identifica al subnivel de energía del electrón, sus valores dependen del número principal (n-1) y se le asocia a la forma del orbital, cuanto mayor sea más aplanada será la elipse que recorre el electrón

  • Orbitales "d": Hay 5 orbitales atómicos con diferentes orientaciones en el espacio.

Para cada momento angular hay un número determinado de orbitales, según la proyección en una dirección dada del momento angular, cada proyección puede contener, como máximo, dos electrones cada uno diferenciados por el spin, un movimiento asociado al giro sobre su eje.

Principio de llenado progresivo (Aufbau)

Configuración electrónica por orbitales

  • Número cuántico magnético (m)

Describe las orientaciones espaciales de los orbitales, sus valores son todos los enteros del intervalo (-1, 0, +1)

Los electrones pasan a ocupar los orbitales de menor energía y progresivamente se van llenando los orbitales de mayor energía.

  • Orbitales "f": Son orbitales de mayor energía e importantes para comprender el comportamiento de los elementos con número atómico mayor a 57.
  • Número cuántico de espín (s)

Describe el giro del electrón en torno a su propio eje, este giro puede hacerlo sólo en dos direcciones, por ello los valores que puede tomar son -1/2 y +1/2

Según el principio de Aufbau, la configuración electrónica de un átomo se expresa mediante la secuencia siguiente:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d...

Es la representación del modelo atómico de Schrödinger o modelo e la mecánica cuántica. En esta representación se indican los niveles y los orbitales que ocupan los electrones.

A partir de la configuración electrónica e los elementos se pueden conocer los 4 números cuánticos de cualquier electrón.

Fuentes:

Basados en la tabla periódica usando los números atómicos sería:

  • Hidrógeno 1

Configuración electrónica 1s1

  • Helio 2

Configuración electrónica 1s2

  • Litio 3

Configuración electrónica 1s2 / 2s1

www.ecured.cu/index.php/Partículas_subatómicas

www. cuanticamania.com/2009/11/que-es-la-fisica-cuantica.html

www.quimica.izt.uam.mx/red/files/cursos/esuctura/Conf-elec.pdf

iiquimica.blugspot.mx/2006/02/orbitales-y-nmeros-cuanticos.html

www.ugr.es/~jruizs/Ficheros/EnlaceQ/Tema1.pdf

www.educ.ar/dinamico/UnidadHtml__get__c621da5-c846-11e0-80a4-e7f760fda940/index.htm

quimica-unidad-i-teoria-cuantica.blogspot.mx/2013/04/141-principio-de-dualidad-postulado-de.html

payala.mayo.uson.mx/QOnline/PRINCIPIO_DE_EXCLUSION_DE_PAULI.html

payala.mayo.uson.mx/QOnline/CONFIGURACION_ELECRONICA.html

corinto.pucp.edu.pe/quiicageneral/contenido/231-principio-de-exclusion-de-pauli-principio-de-aufbau-regla-de-hund

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