TALLER DE QUIMICA

1. DEFINICIÓN ÁTOMO.

El átomo es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

2. COMPONENTES DEL ÁTOMO

Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

2. DEFINICIÓN NÚMERO CUÁNTICO.

Los números cuánticos son parámetros que describen el estado energético de un electrón y las características de un orbital.

Los 3 primeros números cuánticos (principal, secundario, magnético) son obtenidos como consecuencia de la resolución matemática de la ecuación de onda de Schrödinger, mientras que el cuarto número cuántico (spin magnético) lo introdujo Paul Dirac en 1928, reformulando la ecuación de onda.

Los principios que sustenta la teoría de la mecánica-cuántica son: principio de dualidad onda-partícula para el electrón y principio de incertidumbre de Heinsenberg el cual señala que no se puede determinar el momento y lugar a la vez de la posición de un electrón, sin embargo es posible determinar la región más probable donde se puede encontrar (orbital).

3. CLASIFICACIÓN DE NÚMEROS CUÁNTICOS.

Número cuántico principal “n”

El número cuántico principal, se representa con un una letra n y su valor indica el tamaño (volumen) del orbital (Su cercanía al núcleo) o nivel energético principal en el que se encuentra el electrón.

La distancia al núcleo de un electrón vendrá determinada por este número cuántico.

Todas las órbitas con el mismo número cuántico principal forman una capa.

• Toma valores enteros: 1,2,3...

Se designa con números enteros positivos desde n=1 hasta n=7 para los elementos conocidos.

• A mayor n más lejos se encuentra del núcleo la región de mayor densidad electrónica.

• A mayor n el electrón tiene mayor energía y se encuentra menos “atado” al núcleo.

Para calcular el número máximo de electrones que acepta cada nivel se calcula con la fórmula

2(n ^2) donde "n" es el nivel.

El valor de "n" determina el volumen efectivo.

Si n = 1 entonces el número cuántico l sólo puede tomar el valor 0 es decir sólo es posible encontrar un orbital en el primer nivel energético en el que puede haber hasta dos electrones (uno con spin +1/2 y otro con spin -1/2). Este orbital, de apariencia esférica, recibe el nombre de 1s

Cuando n = 1, el electrón se encuentra en la órbita 1

Cuando n = 2, el electrón se encuentra en la órbita 2

Cuando n = 3, el electrón se encuentra en la órbita 3

.

.

.

Cuando n = x, el electrón se encuentra en la órbita x

Los electrones con igual n pertenecen a la misma capa electrónica

Número cuántico del momento angular ó azimutal ó secundario : "l "

Indica el subnivel de energía en el que se encuentra el electrón.

• Depende de “n” y toma valores enteros de 0 a (n-1) . Así para n=1 sólo hay un valor posible 0. Para n=2 hay dos valores de l: 0 y 1. Para n=3 hay tres valores posibles: 0, 1 y 2.

• Define la forma del orbital

Los valores del número cuántico l definen el tipo de orbital:

Si l = 0 el orbital es del tipo s

Si l = 1 los orbitales son del tipo p

Si l = 2 los orbitales son del tipo d

Si l = 3 los orbitales son del tipo f

Si l = 4 los orbitales son del tipo g

Dada la cantidad de electrones a distribuir en las capas electrónicas el número máximo de n es 4 y por tanto l llega a 3.

NIVEL ENERGÉTICO ( n ) Número de subniveles contenidos en el nivel

1 1

2 2

3 3

NIVEL SUBNIVEL

(número asignado) LETRA

1 l = 0 s

2 l = 0

l = 1 s

p

3 l = 0

l = 1

l = 2 s

p

d

l = 0 orbital "s" (sharp)

l = 1 orbital "p" (principal)

l = 2 orbital "d" (diffuse)

l = 3 orbital "f" (fundamental)

l = 4 orbital "g"

l = 5 orbital "h"

l = 6 orbital "i"

• Como se mencionó anteriormente, los orbitales son formas geométricas que describen los electrones al moverse en el interior del átomo. Estas formas geométricas son diferentes para cada valor de l y a cada orbital se le asigna una literal.

• Cuando l = 3, los orbitales son del tipo f; cuando l = 4, los orbitales son del tipo g y a partir de aquí, se van asignando las letras siguientes del abecedario.

• Conforme aumenta el valor de l, aumenta la complejidad de la figura geométrica que describe el electrón; de hecho, aún no se han determinado las formas que presentan los orbitales del tipo g.

El número cuántico magnético “ml”

• El valor del número cuántico magnético depende de l .

• Toma valores enteros entre -l y l , incluyendo el 0.

• Para cierto valor l hay (2 l +1) valores de ml

• Describe las orientaciones espaciales de los orbitales.

n l m

1 0 ( s ) 0

2 0 ( s )

1 ( p ) 0

-1, 0, +1

3 0 ( s )

1 ( p )

2 ( d ) 0

-1, 0, +1

-2, -1, 0, +1, +2

• Cada orbital acepta un máximo de 2 electrones.

• para las tres primeras órbitas de un átomo, se puede establecer la tabla siguiente:

Ejemplo:

n = 4

l = 0, 1, 2, 3

m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3.

Dicho de otra manera, El número cuántico magnético determina la orientación espacial de las órbitas, de las elipses.

Su valor dependerá del número de elipses existente y varía desde -l hasta l, pasando por el valor 0.

Así, si el valor de l es 2, las órbitas podrán tener 5 orientaciones en el espacio, con los valores de m -2, -1, 0,

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