La luz y su interacción con la materia. Espectrofotometría

M. en E. Raquel Enríquez García

ACTIVIDAD 3

Números cuánticos y configuraciones electrónicas

Unidad 1. La luz y su interacción con la materia. Espectrofotometría.

Tema 1.2 Interacción de la materia con la energía.

Subtemas: 

e) Modelo cuántico: configuraciones electrónicas.

Resultado de aprendizaje:

• Calcula los posibles valores de los números cuánticos en función del número cuántico principal.
• Aplica los principios de: “Edificación progresiva (regla de aufbau o regla de las diagonales), Máxima multiplicidad (regla de Hund) y Exclusión de Pauli para realizar las configuraciones electrónicas de diferentes elementos.
• Interpreta el significado de los números cuánticos en una configuración electrónica.
• Identifica los números cuánticos de los electrones de valencia de los primeros 20 elementos a partir del desarrollo de las configuraciones electrónicas.

Recursos:

• Chang, R. (2018). Química.
• Guía cuaderno de trabajo de Fisicoquímica:

https://drive.google.com/file/d/1rZc-pdLE9MAA53XxJgq18_hT4YjTg_Vv/view

• Videos:

Números cuánticos:

 https://www.youtube.com/watch?v=zwisiN5XWh8

Números cuánticos. Ejercicio:

https://www.youtube.com/watch?v=2ymgb48a21U 

• Presentación PowerPoint:

        [pic 1]

Principio de Máxima multiplicidad:

https://es.scribd.com/doc/242147353/Principio-de-edificacion-progresiva-docx 

Introducción:

Debido a que el modelo de átomo de Bohr sólo pudo explicar las líneas espectrales del átomo de hidrógeno y no la de otros átomos con más electrones, en 1926 el físico Erwin Schrödinger con un desarrollo matemático complejo formuló una ecuación que describía el comportamiento y la energía de las partículas subatómicas. En esta ecuación, incorpora el postulado propuesto por De Broglie sobre el comportamiento dual del electrón, es decir, como una partícula, en términos de la masa y como onda, en términos de una función de onda; iniciándose la era de la mecánica cuántica o mecánica ondulatoria en la que se establece un modelo cuántico, que nos proporciona una descripción de la estructura de los átomos y una probabilidad de encontrar al electrón en una región determinada.

Actividades:

Con el modelo mecánico cuántico surge el concepto de orbital, región energética espacial de mayor probabilidad de encontrar al electrón en un momento determinado y para describirlos se necesitan tres números cuánticos. Estos números, son condiciones matemáticas para que tenga solución la ecuación de Schrödinger, sin embargo, fue necesario introducir un cuarto número cuántico, para poder explicar el diamagnetismo y paramagnetismo que presentan los átomos de los elementos.

Esta profesora, te explicará qué son los números cuánticos, qué nos describen y cómo se determinan sus valores.

Números cuánticos.

[pic 2]

https://www.youtube.com/watch?v=zwisiN5XWh8

Presentación PowerPoint:

Para profundizar, en la siguiente presentación se dará una explicación más amplia de los números cuánticos. Las presentaciones se encuentran en el Anexo 1 de esta carpeta.

[pic 3]

Una vez que la hayas revisado, contesta el cuestionario de repaso.

[pic 4]

Ejercicio de números cuánticos.

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https://www.youtube.com/watch?v=2ymgb48a21U

Lectura:

Para saber cómo se acomodan los electrones en un átomo, es necesario conocer algunos principios, que permiten determinar el acomodo de los electrones en un átomo. Estos principios son:

Principio de Edificación progresiva o Regla de aufbau (palabra que proviene del alemán “construir”) o Regla de las diagonales: “Los electrones se acomodan primero en los subniveles de menor energía, es decir, en aquellos donde la suma de n + l sea menor, para iguales valores de esta suma, se acomodan primero en donde el valor de n sea menor (estados de menor energía, más estables). Recordar que n, es el número cuántico principal y que nos indica los niveles de energía, tiene valores que van desde  [pic 6] y el valor de 1, nos indica la órbita más cercana al núcleo.

Ejemplo:

n                         l (-l, 0, + l)        suma (n + l)                subnivel y forma del orbital

1                        0                (1 + 0) = 1                1 subnivel s y forma esférica

2                        0                 (2 + 0) = 2                1 subnivel s y forma esférica

                        1                (2 + 1) = 3                1 subnivel p y forma dos lóbulos

3                        0                (3 + 0) = 3                1 subnivel s y forma esférica

                        1                (3+ 1) = 4                1 subnivel p y forma dos lóbulos

                        2                (3 + 2) = 5                1 subnivel d y forma de roseta

4                        0                (1 + 0) = 1                1 subnivel s y forma esférica

                        1                (4 + 1) = 5                1 subnivel s y forma dos lóbulos

                        2                (4 + 1) = 3                1 subnivel d y forma de roseta

                        3                (4+ 3) = 7                1 subnivel f y forma de 8 lóbulos

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