Clase 2 configuración electronica, N cuanticos, propiedades periodicas (2) - Mathias Avendaño

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Modelos 
Atómico 
moderno
1
Esquema 
de llenado 
de 
orbitales
Schrodinger Y = fn(n, l, m
l
, ms)
Número cuántico principal n
n = 1, 2, 3, 4, …
n=1
n=2
n=3
Distancia de los e- desde el núcleo
 …
La densidad electrónica 
aumenta cuando el electrón 
está más cerca del núcleo
Energía de los orbitales en un átomo simple con 1e
La energía depende del número cuántico n
n=1
n=2
n=3
Y = fn(n, l, m
l
, ms)
Número cuántico para el momento angular l
Para valores de n, l = 0, 1, 2, 3, … n-1
n = 1, l = 0
n = 2, l = 0 o 1
n = 3, l = 0, 1, o 2
Forma del espacio que ocupa el e –
l = 0 s orbital
l = 1 p orbital
l = 2 d orbital
l = 3 f orbital
Schrodinger
l = 0 (s orbitales)
l = 1 (p orbitales)
l = 2 (d orbitales)
l = 0 s orbital
l = 1 p orbital
l = 2 d orbital
l = 3 f orbital
l = 2 (f 
orbitales)
Energía de los orbitales en un átomo multi-electrónico
Energía depende de n y l
n=1 l = 0
n=2 l = 0
n=2 l = 1
n=3 l = 0
n=3 l = 1
n=3 l = 2
Y = fn(n, l, m
l
, ms)
Número cuántico magnético m
l
Para un valor de l
ml = -l, …., 0, …. +l
Orientación de los orbitales en el espacio
si l = 1 (p orbital), ml = -1, 0, o 1
si l = 2 (d orbital), ml = -2, -1, 0, 1, o 2
Schrodinger
ml = -1 ml = 0 ml = 1
ml = -2 ml = -1 ml = 0 ml = 1 ml = 2
Y = fn(n, l, m
l
, ms)
Número cuántico de espín electrónico ms
ms = +½ o -½
Schrodinger 
ms = -½ms = +½
Configuración Electrónica
Principio de Aufbau: 
Los electrones se agregan al átomo partiendo del orbital de menor energía, 
hasta que los electrones están ubicados en un orbital apropiado. Si 
consideramos el orden energético ascendente (1s, 2s, 2p, 3s,… ) el orden de 
llenado es el siguiente.
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d…
Principio de exclusión de Pauli
- 2 e- en un átomo no pueden tener iguales los 
cuatro números cuánticos, deben diferenciarse a lo 
menos en cuarto número cuántico de espín. Esto 
implica que ningún orbital puede tener más de 2 e-.
H 1 
electron
H 1s1
He 2 
electrón
He 1s2
Li 3 
electrons
Li 1s22s1
Be 4 
electrons
Be 1s22s2
B 5 electrons B 1s22s22p1
C 6 
electrones
? ?
C 6 electrons C 1s22s22p2
N 7 electrons N 1s22s22p3
O 8 electrons O 1s22s22p4
F 9 electrons F 1s22s22p5
Ne 10 electrons Ne 1s22s22p6
Principio de máxima multiplicidad de Hund
En niveles de igual energía los e- se ubican con valores de espín paralelos. 
Cuando existen más de niveles de igual energía los electrones entran a cada 
orbital con el mismo espín, quedando cada orbital con un e-, antes de que 
comiencen a parearse con los e- de espín contrario
Llenado de los electrones en una 
subcapa 
 
1. El conjunto de números cuánticos: n= 3, l= 1, ml= 0, 
correspondientes al último electrón, ¿en qué orbital está 
ubicado?
 
2. ¿Cuáles son los números cuánticos n. l, ml y ms para el 
último electrón de la configuración de 12Mg?
3. ¿Cuál es la configuración del átomo de oxígeno 
(Z=8) en su estado fundamental?
Propiedades Periódicas
Mendeleev
Estableció la primera tabla de elementos basándose en: 
-Colocar los elementos por orden creciente de masas atómicas. 
-Agruparlos en función de sus propiedades. En el caso de Mendeleiev en 
columnas. 
Tuvo mérito el dejar espacios libres para los 
elementos que en ese momento no habían 
sido aún descubiertos .Prediciendo incluso 
algunas de sus propiedades. Así predijo la 
existencia del elemento Germanio , al que 
inicialmente se le denominó Ekasilicio por sus 
propiedades semejantes al Silicio
Grupos: (18) Columnas (Dados por capa de Valencia) 
Períodos: (7) Dado por primer número cuántico.
Tabla Periódica
E. Representativos (7) 
(A) = ns1 → ns2 np6
IA: Alcalinos
IIA: Alcalinotérreos
VII: Halógenos
Gases Nobles 
1s2 (He) y 
sistemas con ns2 np6
E. Transición
Orbitales d
E. T. Interna
Orbitales f
Tabla Periódica
ns
1
ns
2
ns
2 n
p1
ns
2 n
p2
ns
2 n
p
3 ns
2 n
p
4 ns
2 n
p5 ns
2 n
p
6
d1 d5 d1
0
4f
5f
Configuración electrónica de los 
elementos
• La configuración electrónica del último nivel de un elemento es: 
3s2. Se puede decir que él:
A. Número atómico es 12
B. número cuántico principal es 3
C. número cuántico secundario es 0
D. número cuántico magnético es 0
• ¿Cuál de los siguientes elementos 
tiene más electrones desapareados?
A. 7N 
B. 9F
C. 10Ne 
D. 13Al. 
E. 1H
• ¿Cuáles de los siguientes números cuánticos 
(en el orden n, l, ml y ms) son imposibles?
A. 4, 2, 0, 1
B. 3, 3, -3, -½ 
C. 2, 0, 1, ½ 
D. 4, 3, 0, ½ 
E. 1, 0, 0 , -½
Propiedades 
periódicas
27
Radio Atómico
Estimar el tamaño de los átomos es un poco complicado debido a la 
naturaleza difusa de la nube electrónica que rodea al núcleo y que varía 
según los factores ambientales. 
Se realizan las medidas sobre muestras de elementos puros no combinados 
químicamente y los datos así obtenidos son los tamaños relativos de los 
átomos
Para la mayoría de los elementos el radio atómico aumenta al descender en 
un grupo de la tabla periódica y disminuye a lo largo de un periodo.
El tamaño de un átomo depende del 
equilibrio: 
-El aumento de la carga nuclear a lo largo del 
periodo.
-Al añadirse más e- crecen las repulsiones 
entre ellos, obligando a la nube electrónica a 
expandirse
Radio 
Atómico
Alcalino
s
Gases 
Nobles
Li Na K Rb Cs ns1
1,55 1,90 2,35 2,48 2,67 Crecen 
1,55 1,12 0,98 0,91 0,92 - - -
2s1 2s2 s2p1 s2p2 s2p3 s2p4 s2p5 s2p6
Li Be B C N O F Ne
Grupos
Períodos
Radio Iónico
El tamaño de un átomo puede variar si se encuentra libre o enlazado, 
dependiendo de la naturaleza del enlace. Los elementos pueden ganar o 
perder e- para formar iones.
Cuando un e- es removido de un átomo el tamaño disminuye en forma 
considerable. El radio de un catión es siempre menor que el átomo original.
Los aniones son siempre más grandes que los átomos de los cuales 
provienen. Al ganar un e-, manteniendo la carga nuclear, se aumenta 
considerablemente la repulsión entre e-, lo que tiene como consecuencia un 
incremento del volumen atómico.
Aº An+ Aº An-
Li 1,55 0,71 F (0,72) 1,36
Na 1,90 0,95 Cl 0,99 1,81
K 2,35 1,33 Br 1,14 1,95
Para iones isoelectrónicos (igual número de electrones) el radio iónico 
disminuye al aumentar Z, ya que a medida que aumenta la carga 
nuclear (mayor Z) la nube electrónica se contrae. 
Dentro de un grupo, para iones 
de igual carga, el radio es 
mayor conforme aumenta Z.. 
Radio Iónico
N-3 O-2 F- Ne Na+ Mg2+ Al3+ Si4+ P5+ S6+ Cl7+
1,32 1,24 1,17 (0,71) cov 0,95 0,65 0,50 0,41 0,34 0,29 0,26
•El catión es siempre más pequeño que el 
átomo del cual son formados.
•El anión es siempre más grande que el 
átomo del cual son formados.
Energía necesaria aplicar para extraer un electrón de un átomo en su estado 
basal en el Estado gaseoso: 
 Aº (g) ⇒ A+ (g) + 1 e-
PI 1 Gases Nobles, mayor de todos
PI 1 Alcalinos, menor de todos
Potencial de Ionización
Valores en 
[eV]
Gases 
Nobles
Alcalino
s
H Li Na K Rb Cs Fr
13,6 5,39 5,14 4,34 4,18 3,90 3,80
En un grupo. Decrece, 
electrón más lejano
Li Be B C N O F Ne
5,4 9,3 8,3 11,3 14,5 13,6 17,4 21,6
En períodos. Aumenta hacia el gas 
noble. Electrón diferencial en el mismo 
nivel.
A mayor P.I. Hay que aplicar más energía, y por lo tanto Menor tendencia a formar 
cationes
I1 + X (g) X
+
(g) + e
-
I2 + X (g) X
2+
(g) + e
-
I3 + X (g) X
3+
(g) + e
-
I1 Primera energía de 
ionización
I3 Tercera energía de 
ionización
I1 < I2 < I3
Electroafinidad (Afinidad Electrónica) 
Es la energía que se libera cuando un átomo gaseoso capta un electrón 
para formar un anión.
En general:
Aº (g) + 1 e- ⇒ A- (g) libera E
Implica acercar electrón a un 
anión. 
Hº (g) + 1 e- ⇒ H- (g) 
F- Cl- Br- I- Li- Na- K- Rb-
-3,45 -3,61 -3,36 -3,06 [eV] -0,62 -0,55 -0,5 -0,49
Li Be B C N O F Ne
-0,54 (+2,5) [eV] -(0,2) -(1,25) +(0,1) -1,47 -3,5 +0,30
Nota: Los Halogenuros tienen los valores más altos de EA, por lo que 
sonmás asiduos a tomar e- del medio.
 * mayor valor de EA mayor tendencia a formar 
aniones 
En el mismo grupo al aumentar Z, 
EA disminuye.
En mismo periodo al aumentar Z, EA aumenta (excepción gases nobles).
Electronegatividad
Linus Pauling, definió la electronegatividad como la capacidad de un 
átomo en una molécula para atraer los electrones de enlace hacia su 
núcleo.
Mientras mayor sea la electronegatividad, con mayor fuerza atraerá los 
electrones de enlace.
El que tiene el mayor valor de EN es el Flúor (4,0), extremo 
superior-derecho de la tabla periódica y el Francio es el que tiene menor 
valor.
Escala arbitraria. 
+ E.N. Es el átomo de mayor PI (mayor Energía 
para pasar a catión) y de mayor EA (más fácilmente 
pasar a anión).
A B C D E F
 G H I
 J K L M
De acuerdo con el siguiente esquema de ubicación de 
elementos representativos en la Tabla Periódica, donde las letras 
no representan los símbolos:
Es correcto:
A. La electronegatividad de B es menor que la de E 
B. El ión E─2 tienen mayor radio que el ión A+
C. El potencial de ionización de J es menor que el de L 
D. El radio atómico de F es mayor que el de B.