GUÍA Nº3. QUÍMICA 10º. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y T.P
INSTITUCION EDUCATIVA CARLOS ADOLFO URUETA. AYAPEL-CORDOBA.
ASIGNATURA: QUIMICA GENERAL. GRADO 10º___2020. TEMA: ESTRUCTURA
ATOMICA. Lic. MIGUEL MEZA.
GUIA DE CLASES NO PRESCENCIALES Nº 3. PERIODO 2. Nº DE ESTUDIANTES: 40
EJE TEMATICO: CONFIGURACION ELECTRONICA DE LOS ATOMOS Y T.P
1. TEORIA RELACIONADA.
ESTRUCTURA ATÓMICA DE LA MATERIA.
MODELOS ATÓMICOS: EVOLUCIÓN HISTÓRICA. Fueron los griegos los primeros
en profundizar en el conocimiento de la estructura íntima de la materia.
Postularon que la materia no es indefinidamente divisible, es decir, tiene que
haber una partícula última e indivisible y constituyente básico de la materia.
A esta partícula la llamaron átomo. La palabra átomo significa indivisible.
Modelo de Bohr: El físico danés Niels Bohr realizó una serie de
estudios de los que dedujo que los electrones de la corteza giran alrededor del
núcleo describiendo sólo determinadas órbitas circulares. En el átomo, los
electrones se organizan en capas y, en cada capa tendrán una cierta energía,
llenando siempre las capas inferiores y después las superiores. 2. ISÓTOPOS.
NÚMERO ATÓMICO (Z). NÚMERO MÁSICO (A). Dado que la masa del electrón es 1840
veces menor que la masa del protón o la del neutrón, podemos afirmar que la
masa del núcleo es prácticamente igual a la masa del átomo. En la segunda
década del presente siglo se observó que los átomos de un mismo elemento podían
tener masas diferentes. La diferencia en las masas se debía a que la masa de
los átomos neutros de un mismo elemento, aunque poseían igual número de
protones (y por tanto de electrones), podían tener diferente número de
neutrones. Se definen isótopos como los átomos de un mismo elemento con el
mismo número de protones pero diferente número de neutrones. El número atómico
Z expresa el número de protones que hay en el núcleo de un átomo e indica el
número de orden que ocupa dicho elemento en la tabla periódica. El número
másico A expresa la suma de protones y neutrones que hay en el núcleo de un
átomo. La relación entre el número atómico, número másico y número de neutrones
de un átomo viene dado por: A = Z + N En general, para representar un elemento
X, usaremos la siguiente notación:
XZA Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos:
protio, deuterio y tritio.
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA. En la corteza electrónica los
electrones se alojan ordenadamente en distintas capas o niveles, cada uno de
las cuales poseen unas subcapas denominadas orbitales.
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NIVEL
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ORBITALES
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1
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S
|
|
2
|
S, P
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|
3
|
S, P, d
|
|
4
|
S, P, d ,
f
|
|
5
|
S, P, d ,
f
|
|
6
|
S, P, d, f
|
|
7
|
S, P, d, f
|
Cada orbital puede
alojar un número máximo determinado de electrones: Orbitales tipo s caben 2
electrones. Orbital Número máximo de electrones que contiene Orbitales tipo p caben
6 electrones. Orbitales tipo d caben 10 electrones Orbitales tipo f caben 14 electrones.
El orden de llenado de los electrones en los distintos orbitales es el indicado
por el Diagrama de Moeller.
Diagrama de configuración electrónica. (Diagrama de Moeller)
Para encontrar la
configuración electrónica se usa el mismo procedimiento anterior incluyendo
esta vez el número máximo de electrones para cada orbital.
|
1s2
|
2s2
|
2p6 3s2
|
3p6 4s2
|
3d10 4p6 5s2
|
4d10 5p6 6s2
|
4f14 5d10 6p6 7s2
|
5f14 6d10 7p6
|
Finalmente la
configuración queda de la siguiente manera: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6
Para determinar la
configuración electrónica de un elemento, basta con calcular cuántos electrones
hay que acomodar y entonces distribuirlos en los subniveles empezando por los
de menor energía e ir llenando hasta que todos los electrones estén
distribuidos. Un elemento con número atómico mayor tiene un electrón más que el
elemento que lo precede. El subnivel de energía aumenta de esta manera:
- Subnivel
s, p, d o f: Aumenta el
nivel de energía.
¿Cómo se utiliza el Diagrama de Moeller
o Regla de las Diagonales?
Para utilizar la regla de las diagonales simplemente debes seguir las líneas diagonales del diagrama desde arriba hacia
abajo. Eso marcará el orden de llenado de los subniveles de
energía. La cantidad de electrones se escribe como superíndice. Una
vez que un subnivel de energía está "completo" de electrones se pasa
al subnivel siguiente.
Veamos: El Manganeso
(Mn) tiene un número atómico Z=25, es decir, que tiene 25 protones y 25
electrones.
Siguiendo la Regla de
las Diagonales escribimos la configuración electrónica (CE) del Mn de la
siguiente manera:
Ejercicios resueltos
Berilio. Be
Empleando la tabla
periódica, se ubica el elemento berilio con un Z=4; es decir, se debe dar alojo
a sus cuatro electrones en los orbitales.
Por lo tanto, la
configuración electrónica del berilio, expresada como [Be] es 1s22s2.
Nótese que la sumatoria superíndices es igual al número de electrones totales.
Fósforo. P
El elemento fósforo
tiene un Z=15, y por lo tanto, tiene 15 electrones en total los cuales deben
ocupar los orbitales.
1s22s22p63s23p3,
configuración electrónica del fósforo [P].
Iridio. Ir
El iridio tiene un
Z=77.
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d7.
La anterior es la
configuración electrónica del iridio, [Ir]. Nótese que los orbitales 6s2 y
5d7 se resaltan en negrita para indicar que corresponden
propiamente a la capa de valencia de este metal.
CONFIGURACION
ELECTRONICA Y TABLA PERIODICA.
Hacia los años 1920,
el físico danés Niels Bohr comenzó
a relacionar la tabla
periódica con la configuración
electrónica de los elementos. Evidentemente, los elementos
pertenecientes al mismo grupo, poseen configuraciones electrónicas diferentes.
Atendiendo a este hecho los elementos de los diferentes átomos se han
clasificado en 4 diferentes
bloques. De esta forma será mucho más fácil recordar la configuración
electrónica de todos los elementos.
ELEMENTOS DEL
BLOQUE S:
A este bloque de
elementos pertenecen todos los átomos de los grupos 1 (metales alcalinos) y 2 (alcalinotérreos)
con la excepción del Helio que
no se encuentra en esos dos grupos pero pertenece también al bloque y el
hidrógeno que aunque forma parte del grupo 1 y del bloque s no se considera
alcalino.
ELEMENTOS DEL BLOQUE
P:
Los elementos de este
bloque serán aquellos en los que los orbitales p con el nivel más alto de
energía están ocupados, A este conjunto pertenecen los elementos de los grupos
13 (térreos),14 (carbonoideos), 15 (nitrogenoideos) (pnictogenos), 16 (calcógenos)
(anfígenos), 17 (halógenos) y 18 (gases nobles) con excepción del Helio que pertenece
al bloque s. En negrita se señalan los electrones de la última capa o capa más
externa (capa de valencia).
ELEMENTOS DEL
BLOQUE D:
A este bloque
pertenecen los metales de
transición, es decir, todos los elementos de los grupos 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11 y 12.
ELEMENTOS DEL
BLOQUE F:
A este bloque de
elementos pertenecen los Lantánidos
y Actínidos, su configuración electrónica no es tan fácil de recordar ya
que hay numerosas excepciones aunque
para describirlas se deben seguir las mismas normas de llenado que se han visto
hasta ahora.
ACTIVIDADES A REALIZAR
1. Consultar los modelos atómicos de Dalton,
J.J. Thomson y Ernest Rutherford. Hacer el respectivo dibujo de cada uno de
ellos.
2. Que es un isotopos y mencione algunos
ejemplos.
3. Qué significado tiene el número atómico, y el número másico de un átomo?
4. En que consiste la configuración electrónica
de un átomo y para que se utiliza el diagrama de Moeller?
5. Dado el elemento de número atómico 38,
escribe su configuración electrónica, cuantos orbitales hay en el subnivel 3p?
cuantos electrones caben en él?
6. Cuantos electrones máximos son permitidos
en los orbitales : s, p, d y f
7. Escribe las configuraciones electrónicas de
los siguientes elementos: Ar, Br, K, Sb, Au, Ti.
8. Como se relaciona la configuración electrónica
con la tabla periódica. Explique.
9. Escoja 5 elementos que estén situados en el
bloque s, en el bloque p, en el bloque d y en el bloque f.
10. Los
elementos A, B y C tienen de número atómico 11,18 y 25, respectivamente. a)
Escribe la configuración electrónica de cada elemento. b) Clasifica dichos
elementos como representativos de los bloques s, p, o d.
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