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QUÍMICA P R O G R A M A A C A D É M I C O V I R T U A L Ciclo Anual Virtual UNI Docente: Jhon Silva Semana: 8 REFORZAMIENTO II http://www.falstad.com/qmatom/ Una mirada a los orbitales http://www.falstad.com/qmatom/ C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E Q U Í M I C A OBJETIVOS 2. Afianzar la relación de la configuración electrónica con las propiedades de los elementos químicos. 1. Fortalecer la importancia de los números cuánticos en el estudio del orbital y del electrón. 3. Fortalecer las estrategias para ubicar a los elementos químicos en la tabla periódica. 𝒏; 𝓵;𝒎𝓵;𝒎𝒔 𝟑𝑳𝒊: 𝟏𝒔 𝟐𝟐𝒔𝟏 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E Q U Í M I C A Contenido 1. Breve descripción de los números cuánticos. 2. Principios de la configuración electrónica para los átomos neutros y iones 3. Tabla periódica (principales grupos, propiedades generales de metales y no metales, ubicación ) C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A Magnético (𝒎𝓵) Principal (𝓷) Secundario o azimutal (𝓵) Spin Electrónico (𝒎𝒔) 𝑛 = 1, 2, 3, 4, … ,∞ K L M N … ℓ = 0, 1, 2, 3 … , (𝑛 − 1) 𝒔 𝒑 𝒅 𝒇 𝓂ℓ = −ℓ,… , 0, … , +ℓ 𝓂𝑠 = ± ൗ 1 2 No determina nada para el orbital atómico 𝒑 − − −+1-1 0 𝑥 𝑦 𝑧 𝑦 𝑧 𝑥 Tamaño Forma Orientación espacial NÚMERO CUÁNTICO (N.C) VALORES ADMITIDOS (RESULTAN DE LA 𝝍) DETERMINA PARA EL ORBITAL ATÓMICO ELECTRÓN + Nivel 𝒔𝟐 ; 𝒑𝟔 ; 𝒅𝟏𝟎 ; 𝒇𝟏𝟒 Subnivel Orbital al cual pertenece Giro Antihorario horario (+) Antihorario (-) horario C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A Ex. Admisión UNI 2019 - I Señale la alternativa que presenta la secuencia correcta, después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F) I. El número máximo de orbitales atómicos correspondientes al tercer nivel de energía es nueve. II. Un orbital atómicos tipo p presenta forma tetralobular. III. El orbital atómico 7𝑝𝑧 presenta mayor tamaño que el orbital atómico 6𝑝𝑧 A) VFV B) VFF C) FVV D) VVV E) FFF RESOLUCIÓN I. (V) II. (F) III. (V) N° electrones máximos en un nivel "n" = 2n2 N° orbitales máximos en un nivel "n" = n2 𝑛 = 3 → N°orbitales = 32 = 9 Orbitales atómicos Sharp (s) Principal (p) Difuso (d) esférico dilobular tretralobular El número cuántico principal (n) determina el tamaño del orbital atómico. El orbital 7𝑝𝑧 (n = 7) tiene mayor tamaño que el 6𝑝𝑧 (𝑛 = 6) Respuesta: VFV C U R S O D E Q U Í M I C A C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A 𝑠21 𝑠22 𝑝62 𝑠23 𝑝63 𝑠24 𝑑103 𝑝64 𝑠25 𝑑104 𝑝65 𝑠26 𝑓144 𝑑105 𝑝66 𝑠27 𝑓145 𝑑106 𝑝67 PRINCIPIO DE CONSTRUCCIÓN PROGRESIVA O AUFBAU 2𝐻𝑒 10𝑁𝑒 18𝐴𝑟 36𝐾𝑟 54𝑋𝑒 86𝑅𝑛 Recuerda que este principio se cumple para átomos neutros o iones en estado basal o fundamental. 1𝑠2 2𝑠24𝐵𝑒 <> Fotón Ejemplo: 1𝑠2 2𝑠14𝐵𝑒 <> Estado excitado del berilio 3𝑠1 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A −2𝑒− 13𝐴𝑙 3+ … No olvides establecer bien las reglas de la distribución electrónica de los átomos iónicos. 8𝑂 2− 8𝑂 2− ∶ 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 #𝑒− = 8 + 2 = 10 ¡CUIDADO! Los átomos iónicos (IONES) no son átomos excitados. CATIÓN #𝑒− = 13 − 3 = 10 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 3𝑠2 3𝑝1 Se determina el número de electrones y luego se distribuye como si fuese un átomo neutro. I. Se realiza la distribución electrónica de su átomo neutro. II. Se sustrae los electrones del mayor nivel. −1𝑒− 13𝐴𝑙 3+ ∶ 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 ANIÓN ESPECIES ISOELECTRÓNICAS C U R S O D E Q U Í M I C A C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A ✓ 25𝑀𝑛 3+ : … Practicar más, las reglas de la distribución electrónica de los cationes. ✓ 29𝐶𝑢 2+ : ✓ 31𝐺𝑎 3+ : 18𝐴𝑟 𝟒𝒔 𝟐 3𝑑5 18𝐴𝑟 𝟒𝒔 𝟏 3𝑑10 18𝐴𝑟 𝟒𝒔 𝟐 3𝑑10 4𝒑𝟏 18𝐴𝑟 3𝑑 4 18𝐾𝑟 3𝑑 9 18𝐾𝑟 3𝑑 10 ¿Es posible esto? −2 −1 −1 −1 −2 −1 La configuración electrónica de los átomos iónicos (iones) si puede terminar en d4 o d9 C U R S O D E Q U Í M I C A C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA EN ORBITALES ATÓMICOS SE TIENE EN CUENTA DOS PRINCIPIOS PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDADPRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI Dos electrones en un átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos (𝑛, ℓ, 𝑚_ℓ, 𝑚_𝑠 ). Un orbital admite dos electrones con giros opuestos En los orbitales degenerados, los electrones se distribuyen con el mismo spin hasta obtener la máxima cantidad de electrones desapareados para luego ser apareados con spin opuesto. 2𝑝𝑥 2𝑝𝑧2𝑝𝑦1𝑠 2 2𝑠2 2𝑝𝑥 2𝑝𝑧2𝑝𝑦1𝑠 2 2𝑠2 2𝐻𝑒 : INCORRECTOS CORRECTO 8𝑂 8𝑂 MENOR ESTABILIDAD MAYOR ESTABILIDAD 1𝑠2 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A Coloque en cada configuración el estado correspondiente: basal, excitado, iónico o inaceptable para el átomo de nitrógeno ( 7𝑁). Basal Excitado Iónico No aceptable No aceptable 2𝑝𝑥 2𝑝𝑧2𝑝𝑦1𝑠 2𝑠 3𝑝𝑥 3𝑝𝑧3𝑝𝑦3𝑠 A) B) C) D) E) TABLA PERIÓDICA MODERNA (TPM) Jhon Silva Susanibar C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIA VIIIA VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IIIB REPRESENTATIVOSREPRESENTATIVOS TRANSICIÓN O METALES PESADOS C U R S O D E Q U Í M I C A PERIODO ✓ 14𝑆𝑖 → 1𝑠 2 2𝑠2 2𝑝6 𝟑𝑠2 𝟑𝑝2 Periodo = 3 GRUPOS O FAMILIAS ✓ Tradicionalmente hay ocho grupos A y ocho grupos B. ✓ Según la IUPAC son 18 grupos. ✓ Cada grupo contiene elementos con propiedades similares. s d p f … Recuerda que los elementos químicos se ubican en la TPM según la ley de H. Moseley (en forma creciente a sus números atómicos (Z)). 1 2 3 4 5 6 7 6 7 𝑺𝒊 Z Aumenta Hay 7 periodos. Cada periodo contiene elementos con igual número de niveles TRANSICIÓN INTERNA (INCLUYEN A LAS TIERRAS RARAS) C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A El periodo = Mayor nivel de la configuración electrónica UBICACIÓN DE UN ELEMENTO EN LA TABLA PERIÓDICA Grupo A Terminación electrónica en “s o p”. Nº grupo = número de electrones del mayor nivel o de electrones valencia ✓ 11𝑁𝑎 → 1𝑠 2 2𝑠2 2𝑝6 𝟑𝒔𝟏 Periodo = 3 Grupo = IA GRUPO DENOMINACIÓN CAPA DE VALENCIA IA Metales Alcalinos (excepto H) 𝑛𝑠1 IIA Metales alcalinos térreos n𝑠2 IIIA Boroides o térreos n𝑠2… 𝑛𝑝1 IVA Carbonoides n𝑠2… 𝑛𝑝2 VA Nitrogenoides n𝑠2… 𝑛𝑝3 VIA Anfígenos n𝑠2… 𝑛𝑝4 VIIA Halógenos n𝑠2… 𝑛𝑝5 VIIIA Gases Nobles n𝑠2… 𝑛𝑝6✓ 33𝐴𝑠 → 18𝐴𝑟 𝟒𝒔 𝟐 3𝑑10 4𝒑𝟑 Periodo = 4 Grupo = VA Pertenecen al bloque “s o p”. ¡cuidado! El He (1𝑠2) también es un gas noble.Número de electrones de valencia = 5 C U R S O D E Q U Í M I C A C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A Grupo B Terminación electrónica en “d ”. ✓ 80𝐻𝑔 ✓ 43𝑇𝑐 → 36𝐾𝑟 𝟓𝑠 2 4𝑑5 Periodo = 6 Grupo = II B Periodo = 5 Grupo = VII B Nº grupo = N° electrones (s) + N° electrones (d) 𝐞−(𝐬) + 𝐞−(𝐝) Grupo 8, 9 o 10 VIIIB 11 IB 12 IIB ¡Ten presente! Mayor Nivel Penúltimo Nivel → 54𝑋𝑒 𝟔𝑠 2 4𝑓14 5𝑑10 ✓ 62𝑆𝑚 → 54𝑋𝑒 𝟔𝑠 2 4𝑓6 Periodo = 6 Grupo = III B C U R S O D E Q U Í M I C A Jhon Silva Susanibar Estas reglas también cumplen para los elementos que presentan anomalías en su configuración electrónica como el 24𝐶𝑟, 29𝐶𝑢, 46𝑃𝑑, etc. ✓ 46𝑃𝑑 → 36𝐾𝑟 𝟓𝑠 0 4𝑑10 Periodo = 5 Grupo = VIII B … no olvides; si termina “f” el grupo será IIIB. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A Ejemplo: El ion 28𝑁𝑖 2+ tiene la misma que el Ni. 18𝐴𝑟 𝟒𝒔 𝟐 3𝑑8 ¿… Y los iones como el se ubican en la tabla periódica moderna? … Los iones tienen la misma posición que su átomo neutro. 28𝑁𝑖 : Periodo = 4 Grupo = VIII B C U R S O D E Q U Í M I C A C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E Q U Í M I C A CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS SEGÚN SUSPROPIEDADES METALES NO METALES Son buenos conductores eléctricos y térmicos. Son malos conductores térmicos y eléctricos, excepto el grafito (C) que es un buen conductor eléctrico. A temperatura ambiente son sólidos maleables y dúctiles. A temperatura ambiente pueden se sólidos, líquidos o gaseosos. Tienden a oxidarse. Se presentan como cationes Tienden a ganar electrones (se reducen) presentándose como aniones. Níquel (Ni) Cloruro de níquel Ni𝐶𝑙2 Bromo (𝐵𝑟2) Bromuro de Sodio NaBr +2 -1 C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIA VIIIA VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA IIIB C U R S O D E Q U Í M I C A Ex. Admisión UNI 2017 - II IV A I B I A VII A III B 2 4 4 4 7 ✓ 19𝑌 18𝐴𝑟 4𝑠 1 2𝐻𝑒 2𝑠 2 2𝑝2 ✓ 29𝑀 18𝐴𝑟 4𝑠 1 3𝑑10 ✓ 35𝑄 18𝐴𝑟 4𝑠 2 3𝑑10 4𝑝5 ✓ 92𝑅 86𝑅𝑛 7𝑠 2 5𝑓36𝑑1 ✓ 6𝑋 Periodo Grupo X Y M Q R metal metal metal Resolución: w w w . a c a d e m i a c e s a r v a l l e j o . e d u . p e
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