LECCIÓN 4. Estructura de la materia. El átomo, Teorias, configuración electrónica. Números cuánticos.
ESTRUCTURA DE LA MATERIA. ¿ Cómo está constituida la materia?
El átomo es la partícula fundamental que constituyente de la materia.
Desde épocas muy remotas; siglos IV y V antes de Cristo los Griegos (Leucipo y Demócrito) definieron la naturaleza discontinua de la materia y su conformación por partículas pequeñísimas e indivisibles .
TEORÍAS SOBRE LA NATURALEZA DEL ÁTOMO
DALTON
En su teoría atómica Dalton sostuvo entre otras cosas que la materia está compuesta por partículas diminutas e indivisibles llamadas átomos, que los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades y diferentes a los de otros elementos. Este modelo desconocia la naturaleza eléctrica de la materia.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON.
Módelo del pastel; el átomo es como una esfera de carga positiva en la cual se hallan incrustados los electrones. A partir del descubrimiento del electrón Thomson planteó su teoría la cual ya consideraba el equilibrio de cargas del átom..
Finales del siglo XIX
MODELO DE RUTHERFORD
Primera década del siglo XX.
El átomo está constituido por un núcleo de carga positiva en el que radica
casi toda la masa del átomo. Alrededor del núcleo se mueven los electrones.
El volumen del núcleo es despreciable en comparación con el del átomo.
MODELO DE BOHR
El átomo un sistema solar en miniatura
en orbitas definidas de manera similar a como lo hacen los planetas alrededor
del sol.
La energía de los electrones está cuantizada, o sea restringida a ciertos valores determinados.
Este modelo considera que los electrones se mueven alrededor del núcleo no en orbitas definidas de energía, sino en espacios llamados ORBITALES. En la actualidad se considera al átomo no solo como una partícula sino también como una onda. Se define ORBITAL como la región del espacio circundante al núcleo en donde es más probable hallar un determinado electrón de un átomo.
¿CÚALES SON LAS PARTÍCULAS FUNDAMENTALES DEL ÁTOMO?
Son tres:
Protones : Carga positiva y masa significativa. Ubicados en el núcleo del átomo.
Neutrones : Sin carga y masa siginificativa. Ubicados en el núcleo del átomo.
Electrones : Carga negativa (MASA DESPRECIABLE). Se desplazan en espacios llamados orbitales
alrededor del núcleo.
“LA MASA DE UN ATOMO SE CONCENTRA EN SU NÚCLEO.” Está entonces definida por la masa de los protones y neutrones, la masa de los electrones es despreciable.
El átomo en su estado básico es neutro, luego entonces el número de protones es igual al número de electrones.
El número de neutrones puede variar para átomos de un mismo elemento, dando lugar a los ISÓTOPOS.
CONCEPTOS BÁSICOS
- Número atómico (Z): Define el número de electrones de los átomos del elemento.
- Isótopos : Átomos de un mismo elemento que difieren en el número de neutrones, por lo cual presentan diferentes masas atómicas.
CONFIGURACIÓN:
Cómo estan distribuidas las partículas fundamentales del átomo?
Los neutrones y protones se ubican en el núcleo del átomo. (Nucleones).
Los electrones se desplazan alrededor distribuyéndose en; niveles de energía, subniveles y orbitales.
Distribución electrónica alrededor del núcleo.
NIVELES
Son en total 7 de representan por números del 1 al 7 o por letras a partir de la K,L,M,...
La población máxima de electrones por nivel está dada por la relación :
Número máximo electrones = 2n2
donde n es el número del nivel.
n ______________Número de e-
1 _________________2
2 _________________8
3 _________________18
4 _________________32
5 _________________50
6 _________________72
7 _________________98
SUBNIVELES.
Cada nivel de energía presenta subniveles, estos pueden llegar a ser hasta cuatro y se representan con las letras; s, p, d, f.
La población máxima de electrones por subnivel es:
s : 2 e- d : 10 e-
p : 6 e- f : 14 e-
REGLA DE HUND O PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD: Los electrones de un mismo subnivel se distribuyen en el número máximo de orbitales disponibles que les sea posible.
ORBITALES.
Cada subnivel presenta un número dado de orbitales, cada uno de las cuales puede albergar un máximo de dos electrones, girando en sentidos contrarios.
Subnivel Número de orbitales
s _____________1 ( 1s)
p_____________3 (px, py, pz)
d_____________ 5
f _____________7
NÚMEROS CUÁNTICOS
Expresan la ubicación (dirección) de un electrón dado en el átomo. (Son cuatro en total).
Número cuántico principal (n) : Expresa el nivel de energía que ocupa el electrón considerado, corresponde al número del nivel.
Número cuántico azimutal (l) : Expresa el subnivel según la siguiente relación:
s_________l=0
p_________l=1
d_________l=2
f_________l=3
Número cuántico magnético (m): Relaciona la orientación en el espacio de los orbitales de un subnivel; sus valores son simétricos alrededor de cero. Así para un subnivel tipo:
s :__sus orbitales serán:__ 0
p:_______,,________ -1, 0, 1
d:_______,,______ -2, -1, 0, 1, 2
f :_______,,____ -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3
Número cuántico de spín (s) : Se aplica al sentido de rotación del electrón sobre su eje:
Se asignan dos valores + 1/2 y - 1/2
TALLER VIRTUAL
WEBGRAFÍA.
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