UNIDAD III: La Envoltura de los Átomos

La precisión de la ubicación de los electrones alrededor del núcleo atómico ha sido uno de los mas grandes logros científicos en  Química,  Matemáticas y en física.

Las investigaciones han arrojado resultados sorprendentes sobre la naturaleza de la materia y la energía. En relación, al átomo estos datos nos permiten principalmente la comprensión del comportamiento químico de las sustancias.

Ondas Electromagnéticas: son campos eléctricos (E) y magnéticos (H) variables, oscilantes y mutuamente perpendiculares que se desplazan por el espacio y se relacionan íntimamente con el concepto de Energía.



Magnitudes y Cualidades de las Ondas.





- Fenómenos Interferencia: Cuando las ondas se encuentran en la misma fase entonces, su amplitud se sumara, en  cambio si las ondas se encuentran en distintas o desfasadas fases, entonces se anularan mutuamente.

- Fenómeno de difracción: manifestación de las propiedades de inferencia de las ondas viendo la claridad y oscuridad de las ondas. 

Espectro Continuo de Ondas Electromagnéticas separadas por frecuencia.



OB1: “Según la Física Clásica la energía era de una naturaleza continua y la energía de una onda electromagnética era proporcional a la amplitud de la onda”

Espectro discontinuo de emisión del Hidrogeno

- Según Ridberg está dada por 109,677 cm-1.

OB2: “Según la Física Moderna la energía es de carácter discontinuo se presenta a la forma de pequeños “paquetes de energía” denominados Cuantos, Cuantas o Fotones” “La energía de una onda electromagnética es proporcional a su Frecuencia”.

Ecuación de Max Planck

- Energía de un Fotón: h x V (h: 6,62 x 10 -27 erg. Seg.)

El átomo de Hidrogeno de Bohr.

-1 Orbitas Circulares

-2 Momento angular

Radio(r): 0,529 x 10 -8 x n2 (cm)  Energía (E): -2,178 x 10 -11 x n^-2 (erg)

N: Órbitas



Energía asociada a los cambios de órbitas



- E Fotón absorbido: E final – E inicial # E fotón emitido: E inicial – E final.

- E fotón emitido: 109.737 (1x nf^-2 – 1x ni^-2 ).

* Esta Formula es deducida a partir de consideraciones de discontinuidad de la Energía (física moderna) esta en acuerdo con la ecuación de Ridberg para el espectro  discontinuo de emisión de átomos de hidrógeno.

Mecánica Cuántica ondulatoria

Efecto Compton



· De Broglie: “TODO CUERPO EN MOVIMIENTO TIENE UNA ONDA ASOCIADA”

- Principio de incertidumbre de Heissenberg



- No es posible conocer simultáneamente la posición de xy el momento de p de un electrón. 

Ecuación de Onda Partículas de Schrodinger





Shrodinger postulo que los electrones se podían considerar ondas cuya trayectoria alrededor del núcleo no se podía conocer. Entonces  solo es posible determinar la zona de alta probabilidad de encontrar un electrón. 

Números Cuánticos:

- Numero Cuántico Principal (n): Asociando con el tamaño y energía de los orbitales, los valores que toman es del 1 hacia el infinito.

- Numero cuántico Secundario (l): Asociando al tipo o forma de los orbitales.



-Números cuánticos Magnéticos (m): se asocia con la orientación espacial de los orbitales.



- Números cuánticos de spin (s): Se asocia al giro del electrón sobre su eje.



Gráficos de orbitales





(Orbitales Px , Py y Pz)

Principios que rigen la configuración electrónica

1)exclusión de Pauli: Cada orbital acepta como máximo dos electrones los que deben poseer spin contrario.

2) Maxima multiplicidad o de hund: En orbitales de la misma energía los electrones entran de a uno en cada orbital con el mismo spin. Cuando alcanza el semillenado, recién comienza el apareamiento con spines opuestos.

3) Aufbau: los electrones se ubican primero en los orbitales de mas baja energía.



Propiedades magnéticas de las sustancias



Configuraciones electrónicas y electrones de Valencia



Electrones de Valencia: Son los electrones ubicados en la capa mas externa de un átomo, de ellos dependen las propiedades químicas de un elemento.

La periodicidad de los elementos y sus propiedades químicas se explican mediante los electrones de valencia.

UNIDAD IV: Propiedades periódicas de los elementos

Cuadro Periódico

Periodo: Secuencia horizontales, desde 1 al 7, cuyos elementos están agrupados según la cantidad de niveles energéticos que posee un elemento.

 Los átomos que posean el mismo número de niveles de energía pertenecen al mismo periodo.

Grupos: Corresponden a las secuencias verticales que agrupan a los elementos que poseen el mismo número de electrones de valencias ubicados en el mismo tipo de orbital. Son enumerados del 1 al 18.

Propiedades Periódicas de los elementos:

Radio Atómico: Disminuye suavemente al aumentar Z en un Periodo.

Aumenta bruscamente al aumentar Z en un grupo.

Los iones negativos (ganan electrones)  y son de mayor radio, en cambio los positivos, (pierden electrones) y  son de menor radio.

Potencial de Ionización:

 Es la energía necesaria para separar el electrón mas débilmente retenido de un átomo o ion.

Mientras más cercano al núcleo, el electrón periférico es atraído con mayor fuerza y viceversa, en consecuencia se comparta inversamente al Radio atómico

Electroafinidad :

 Es la cantidad de energía que s libera en una muestra cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso neutro

Es inversamente al Radio Atómico

Electronegatividad :

 Es la capacidad que tiene un átomo para atraer hacia su esfera los electrones compartidos con otro átomo.

Electropositividad (E.P):

 Capacidad que tiene un átomo para ceder electrones. Mientras menor sea electronegatividad mas fácil cederá los electrones.

Formación de Iones

Aqui se da menciona  a lo que es la Estabilidad, que son los gases nobles, quienes no comparten ni ceden electrones ya que su configuracion Electrónica es estable.

Todos los átomos realizan transferencia de electrones para alcanzar la configuración electrónica del gas noble mas cercano.Es por eso que los átomos ganan o pierden electrones. Como en este ejemplo:

Formación de Moléculas

La formación de iones o bien el estado de oxidación alcanzadoconduce la formación de moléculas.

Tipos de Compuestos Fundamentales

Oxido Metálicos

Óxidos No Metálicos

Hidróxidos (Oxido Metálico + Agua)

Oxacidos (Oxido No Metálicos + Agua)

Los Hidracidos (Hidrogeno + No Metales)

Acido y Base

ACIDOS son sustancias de fórmula general HA que se disocian en agua liberando el ión hidrógeno

BASES son sustancias de fórmula general BOH que se disocian en agua liberando el ión hidroxilo

Los Hidruros (iones Metálicos con Iones Hidruros)