Química

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1. Espectroscopía:

La luz blanca procedente del sol esta formada por siete colores que se dispersan al atravesar un prisma de cristal. Esta secuencia de colores se denomina espectro. Es continuo porque va cambiando gradualmente de un color a otro. Fue descubierto por Isaac Newton en 1666.

Radiacion: energía que se emite en forma de ondas electromagnéticas.

1.1 Los espectros atómicos.

Las diversas sustancias al ser calentadas emiten diversas radiaciones luminosas de colores característicos. Bunsen y Kirchoff investigaron los espectros producidos por la radiacion que emiten las sustancias al ser excitadas por calor.

Observaron que se producia un espectro de lineas muy finas de diferentes colores separadas por espacios oscuros, llamado espectro de rayas. Este espectro es discontinuo porque no pasa gradualmente de un color a otro.

Cada elemento tiene un espectro de rayas que le es caracteristico, distinto al de los otros elementos.

1.2 Interpretacion de Bohr.

Bohr propuso una hipótesis para la distribución de los electrones en el átomo.

Para eso tomo la teoría cuántica de Planck que dice que la energía es discontinua y tiene porciones de energía llamados cuantos. Un cuanto es la cantidad de energía que puede emitir o absorber una partícula en forma de radiacion.

Bohr sostuvo que los electrones se encuentran en valores definidos y concretos, en determinados niveles de energia.

Cuando el atomo recibe energia pasa a aun nivel superior, a medida que se enfria emite esa energía en forma de radiaciones luminosas y vuelve a la posicion en la que se encontraba en el comienzo.

La interpretacion de los espectros atomicos le permitio a Bohr proponer que los electrones giran alrededor del nucleo en niveles de energia definidos.

1.3 El modelo atomico de Bohr.

Bohr establecio postulados de su modelo atomico:

Los electrones no poseen cantidades variables de energia sino que se encuentran en valores definidos y concretos.

Pueden girar alrededor del nucleo en orbitas circulares, y se mueven sin perder energia.

Cuando saltan a un nivel inferior pierde un cuanto en forma e radiacion luminosa. Cuando salta a uno superior absorbe un cuanto proveniente del exterior.

Los niveles se identifican con el numero cuantico principal. Las orbitas se identifican con las letras K L M N O P Q

el num d electrones en cada nivel no puede ser suoerior a n.2 a la 2.

Descubrimiento del neutron.

Rutherford propuso que en el nucleo ademas de los protones se encontraba otra particuka sin carga electrica.

Esto fue confirmado por Chadwick al comprobar la existencia de una particula electricamente neutra y con una masa aproximada al proton, que fue denominada neutron.

Modelo Rutherford-Bohr:

El atomo tiene un nucleo central que consta de protones y neutrones.

El nucleo es positivo, los protones tienen carga positiva y los neutrones no poseen carga electrica.

En la corteza se encuentran los electrones, esta zona presenta grandes espacios vacios.

Los electrones giran a altas velocidades en determinados niveles de energia. Cada nivel admite un cierto num de electrones.

La cantidad de protones positivos es igual a la cantidad de electrones negativos, el atomo es neutro.

CCorreccion de Sommerfeld.

La hipotesis de bohr explicaba bien los espectros de los atomos sencillos, pero no pasaba lo mismo con los atomos complejos.

El fisico Sommerfeld, sugirio que los electrones ademas de Orbitas circulares describen orbitas elipticas.

Kessel, lewis y langmuir ademas suponian que esas elipses no se encontraban en un solo plano sino que en diferentes planos y que el nucleo podia estar en el centro o desplazado hacia un polo.

2. Los subniveles energeticos

Bohr suponia que los electrones de un mismo nivel tenian igual cantidad de energia. Pero un estudio demostro ue a excepcion del primer nivel, los otros estan formados por subniveles. Se denominan con las letras spdf. el subnivel s admite hasta 2e- el subnivel p hasta 6 e- el d hasta 10 e- y el f hasta 14e-

A medida que los niveles se alejan del nucleo se produce el entrecruzamiento de subniveles., los niveles estan mas proximos entre si y cada nivel tiene mas subniveles.

La configuracion electronica.

Es modo de representar en forma abreviada la distribucion de los electrones en niveles y subniveles.

esta formado por un coeficiente que indica el nivel, una letra q indica el subnivel y un supraindice que indica la cantidad de electrones de ese subnivel.

Modelo mecanico cuantico:

Se inicia con los estudios de De Broglie que decia qur una particula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. Por esto, el electron tiene un comportamiento dual de onda y de corpusculo, porque se mueve a altas velocidades y tiene masa. Por esto es dificil saber en forma simultanea la posicion y la velocidad exacta de un electron, por lo cual solo existe una posibilidad de encontrar al electron en una determinada zona y momento en el atomo(orbital). Esta idea se cnoce como principio de incertidumbre de Heisenberg.

Dualidad onda particula:

Albert eintein mientras trataba de explicar el efecto fotoelectrico sostuvo que la luz no se comporta solo como una onda sino ue tambien lo hace como un chorro de corpusculos(fotones)

De broglie propuso que el foton puede considerarse como un corpusculo que parte de un cuerpo luminoso y a altas velocidades origina una onda.

De broglie sostuvo que las particulas pequeñas se desplazan a altas velocidades como el electron tienen la propiedad de comportarse como onda o como corpusculo.

esto llevo a de broglie a enunciar el siguiente principio: Toda particula en movimiento esta asociada a una onda.

Ls particulas pequeñas pueden comportarse como ondas o como corpusculos y a este comportamiento dual se lo denomino Dualidad onda particula.

3.2 Principio de incertidumbre y probabilidad

Cuando se ilumina un cuerpo en movimiento se hace incidir sobre ese cuerpo una radiacion dotada de energia. Si el objeto es de tamaño considerable la radiacion no afecta su movimiento. En cambio, si se trata de una particula pequeña, la radiacion afecta el movimiento en el momento en el que se produce el choque. Esa observacion llevo a Heisenberg a enunciar el Principio de incertidumbre que dice aue :

Es imposibe saber con certeza en forma simultanea la posicion y la velocidad de una particula en movmimiento.

Entonces como es imposible determinar la trayectoria del electron, es mejor buscar la probabilidad de que ese electron se encuentre en una determinada zona del atomo.

El calculo para determinar la probabilidad se resuelve aplicando los principios de la mecanica ondulatoria. Asi, resolviendo la ecuacion de ondas de Schrodinger se puede conocer la probabilidad de encontrar al electron a diferentes distancias del nucleo.

ORBITAL: zonaalrededor del nucleo donde es mas prpbable encontrar al electron.

Numeros cuanticos: Principal(n): niveles. 1-2-3-4-5-6-7.

secundario: Subniveles(l): S,P D Y F. S= 0, p= 1- d=2- f=3. N-1

Magnetico: m orientacion del orbital en el espacio. casillas cuanticas: s: 1

p: 3

d: 5

f:7

Spin: sentido de rotacion del electron. +1/2 -1/2

REGLA DE HUND: no se puede coimpletar un orbital hasta que hasta un electron en todos los orbitales de su subnivel

Principio de pauli: En un mismo atomo no pueden existir dos electrones con los cuatro numeros cuanticos iguales.

GUÍA DE EJERCICIOS DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y NÚMEROS CUÁNTICOS

.

I.

Determine el Z y el símbolo químico de los elementos de las siguientes series denúmeros cuánticos.

n l m m

s

Z Símbolo Elemento

3 2 1 -

½2 0 0 + ½2 0 0 -

½5 1 -1 - 1/24 0 0 -

½5 0 0 + 1/2II.

Identifique el nombre del elemento químico cuyos átomos tienen, en su nivel másexterno, la siguiente configuración electrónica.

Configuración Externa Z Símbolo Elemento

1s

2

2s

2

2p

6

2s

2

2p

3

3s

2

3p

4

2s

2

3s

1

4s

2

3d

10

4p

5

III.

Complete la siguiente tabla:Elemento Nº deelectronesConfiguraciónElectrónicaDiagrama de Orbitales Nº deelectronesdesapareados1s 2s 2px 2py 2pz

1

H 1 1s1

2

He 1s2

3

Li 34 1s

2

2s

2

5

B