Adquisición de Conocimiento Química I Etapa 3

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El átomo y la tabla periódica.

Parte 2.  Configuración electrónica y tabla periódica.

3. Resuelve los ejercicios 49, 52 y 59 del capítulo 5 teoría atómica moderna, del libro del texto fundamentos de Química 1, de Zumdahl-coste.

49. Escriba la configuración electrónica completa (1s2, 2s2, etc.) para cada uno de los siguientes elementos:

a) Magnesio, Z= 12

Configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2

b) Litio, Z= 3

Configuración electrónica: 1s2 2s1

c) Oxígeno, Z= 8

Configuración electrónica: 1s2 2s2 2p4

d) Azufre, Z=16

Configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

52. ¿A cuál elemento corresponde cada una de las siguientes configuraciones electrónicas?

a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4

R= Selenio (Se)

b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1

R= Escandio (Sc)

c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

R=Azufre (S)

d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p5

R=Yodo (I)

59. Utilizando el símbolo del gas noble anterior para indicar los electrones internos, escriba la configuración electrónica de cada uno de los siguientes elementos.

a) Arsénico, Z= 33                                

[Ar18] 4s2 3d10 4p3                

b) Titanio, z=22                                

[Ar18] 4s2 3d2                                 

c) Estroncio, Z=38        

[Kr36] 5s2

d) Cloro, Z= 17

[Ne10] 3s2 3p5

 INTRODUCCION:

Todo átomo está constituido por tres partes: una parte eléctricamente positiva, formada por los protones; otra eléctricamente negativa, compuesta por electrones, y una tercera integrada por minúsculas partículas neutras denominadas neutrones. La carga electrónica del protón y la del electrón son iguales y contrarias; como los átomos suelen existir en forma neutra, el número de electrones de un átomo debe ser igual al de protones. Los electrones ocupan el espacio más externo del átomo; y los protones se sitúan en el centro, y, con los neutrones, constituyen el núcleo. Estas partes fueron descubiertas por diferentes personajes de los cuales se hablara en este trabajo.

Se explicara acerca de la evolución de las teorías atómicas, empezando por la teoría de Dalton, después hablando sobre la de Thomson, seguido Rutherford y finalmente Bohr, cada una descrita de manera detallada, con sus respectivos años que posteriormente serán colocados en una línea del tiempo.

Enseguida se hablará sobre los modelos cuánticos, donde se hablará primero de los niveles, después de sus subniveles, sus orbitales, etc., los cuáles serán representados en esquema.

Se describirán los números cuánticos, que se habrán visto un poco en los modelos cuánticos, estos son “N”, “L” y “M” , junto con su valor.

Por ultimo en la tabla periódica se verán señalados algunos elementos, de los cuales se harán sus configuraciones electrónicas y se ubicaran en el periodo y grupo que esta indique.

Esta actividad sirve para conocer más sobre el campo de la química, que yo considero es una de las materias más importantes que curso en la preparatoria porque explica lo que ha pasado a lo largo de la historia con los temas, la química ha estado y está presente en cualquier área de conocimiento, así como las matemáticas.

Espero que esta actividad, te sirva a ti lector para adquirir cierto conocimiento de la química, esto sólo es un granito de todo un salero.

DESARROLLO:

• Descripción de las teorías y modelos atómicos. [pic 3]

*En 1808, el químico y físico francés John Dalton elaboró el primer modelo atómico con bases científicas. En su trabajo se afirmaba que la materia está compuesta por partículas muy pequeñas (átomos) indivisibles e indestructibles, aún después de combinarlas mediante reacciones químicas. También descubrió que los átomos de un mismo elemento son iguales, y que se podían formar compuestos químicos uniendo dos o más átomos de distintos elementos. Se ha propuesto que esta teoría se la sugirieron, o bien sus investigaciones sobre el etileno («gas oleificante») y metano (hidrógeno carburado) o los análisis que realizó del óxido nitroso (protóxido de nitrógeno) y del dióxido de nitrógeno (dióxido de ázoe), son puntos de vista que descansan en la autoridad de Thomas Thomson. Sin embargo, un estudio de los cuadernos de laboratorio propio de Dalton, descubierto en las habitaciones de la Lit & Phil, llegó a la conclusión de que lejos de haber sido llevado por su búsqueda de una explicación de la ley de las proporciones múltiples a la idea de que la combinación química consiste en la interacción de los átomos de peso definido y característico, la idea de los átomos surgió en su mente como un concepto puramente físico, inducido por el estudio de las propiedades físicas de la atmósfera y otros gases. Los primeros indicios de esta idea se encuentran al final de su nota ya mencionada sobre la absorción de gases, que fue leída el 21 de octubre de 1803, aunque no se publicó hasta 1805.[pic 4]

*En 1890, Joseph John Thomson descubrió la existencia de los electrones y las cargas eléctricas que estos poseían (positivas o negativas). Se le considera el descubridor del electrón por sus experimentos con el flujo de partículas (electrones) que componen los rayos catódicos. Teórico y habilísimo experimentador, estudió a fondo dichos rayos catódicos. Después de haber demostrado claramente su naturaleza corpuscular, demostró asimismo, que tales partículas están cargadas negativamente; cuantificó directamente su energía y, en 1897, con un célebre experimento, determinó la relación entre su carga y su masa. Al año siguiente, cuantificó también su carga, que demostró que era igual a la de los iones hidrógeno pero de signo opuesto. Sobre la base de estos resultados propuso, en 1904, un modelo atómico conocido como modelo del pudín de pasas, según el cual los electrones eran como 'pasas' negativas incrustadas en un 'pudín' de materia positiva. [pic 5]

*En 1911, Ernest Rutherford, estudió las emisiones radioactivas e identificó los rayos alfa, beta y gamma. Esto lo llevó al descubrimiento de un nuevo modelo atómico en el que los átomos se dividen en un núcleo formado por neutrones y protones, y una corteza formada por electrones que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares. El experimento consistió en hacer incidir un haz de partículas alfa sobre una fina lámina de oro y observar cómo dicha lámina afectaba a la trayectoria de los rayos.

Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.[pic 6]

El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza" (luego denominada periferia), constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo" muy pequeño; que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.

Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Sugirió un nuevo modelo en el cual el átomo poseía un núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la carga positiva, y que en la zona extra nuclear se encuentran los electrones de carga negativa.[pic 7]

*En 1911, fue publicado el trabajo sobre la teoría atómica de Niels Bohr. En su trabajo explica que el átomo puede tener ciertos niveles de energía definidos, y descubre que las órbitas de los electrones pueden cambiar hacia otras órbitas de niveles de energía superiores o inferiores, produciendo en el proceso fotones de luz. Bohr colaboró en la creación de la primera bomba atómica y fue el primero en preocuparse por el control de la energía nuclear y por el desarrollo de aplicaciones pacíficas de la teoría atómica. El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cubanización a partir de ciertos postulados. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

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