GUIA 3. ESTRUCTURA ATOMICA. GRADO 10º. PERIODO 2.

 

INSTITUCION EDUCATIVA CARLOS ADOLFO URUETA. AYAPEL-CORDOBA.

ASIGNATURA: QUIMICA GENERAL. GRADO 10º 2021. TEMA: ESTRUCTURA ATOMICA. Lic. MIGUEL MEZA.

GUIA DE CLASES NO PRESCENCIALES Nº 3.  PERIODO 2.

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:

X_Z^A 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.

NIVEL	ORBITALES
1	S
2	S, P
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.