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1 Centro preuniversitario de la UNS S-05 Ingreso Directo QUÍMICA Ciclo 2022 – II “NÚMEROS CUÁNTICOS Y CONFIGURACIÓN ELECTRONICA” Docente: Equipo Docente NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (n) Indica el nivel de energía o capa, se representa por la letra “n”. Toma valores de números enteros que pueden ser 1, 2, 3, 4, etc., incrementando según incrementa la distancia del electrón al núcleo. Número Máximo de e- = 2n2 Cuando: n = 1 ⇒ 2(1)2 = 2e- n = 2 ⇒ 2(2)2 = 8e- NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO O AZIMUTAL (l) También se le denomina número cuántico de momento angular, determina la forma de los orbitales, se representa por la letra l, los valores que adquiere depende del número cuántico principal y van desde 0 hasta n –1, es decir; Su valor puede ser 0, 1, 2, 3, 4, etc., pero siempre tiene que ser menor que n. Por ejemplo: Si n = 3; entonces los valores que toma l son: 0, 1 y 2. NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (m) Determina la orientación de la orbita que describe el electrón alrededor del núcleo y se debe al campo magnético que genera el electrón, ya que es una partícula con carga eléctrica, que esta en movimiento. Se representa por la letra “m”. Los valores numéricos que adquiere dependen del número cuántico secundario l. Cuando: l = 0 ⇒ m = 0 l = 1 ⇒ m = -1, 0, +1 m = 2 l + 1 NÚMERO CUÁNTICO SPIN (s) Determina el sentido de giro del electrón sobre su eje, se representa con la letra “s”. Toma valores según el sentido de giro: si el giro es en el mismo sentido de las agujas del reloj, su valor es –1/2 y en el sentido opuesto a las agujas del reloj, su valor es +1/2 Antihorario Horario ORBITAL ATÓMICO Es la región del espacio en la cual existe mayor probabilidad de encontrar el electrón. PRINCIPALES ORBITALES Los principales orbitales son s, p, d, f. Orbitales “s” Tiene simetría esférica alrededor del núcleo atómico. Orbitales “p” Los orbitales “p” son en número de 3 y su forma geométrica de estos orbitales es la de dos esferas achatadas en el núcleo atómico, y orientados según los ejes de coordenadas. Semana Nº 05 Equipo Docente Ciclo 2022 – II Semana 05 2 Centro preuniversitario de la UNS S-05 Ingreso Directo Orbitales “d” Los orbitales “d” son en número de 5, tienen una forma tetrabulada. Orbitales “f” Los orbitales “f” son en número de siete, sus formas son complejas, pero muy importantes para explicar el comportamiento de elementos con número atómico mayor de 57. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA La configuración electrónica de un átomo consiste en indicar como se distribuyen sus electrones entre los diferentes orbitales, en los niveles principales y los subniveles. Orbitales desapareados Orbitales apareados Sustancias diamagnéticas Son las que tienen sus orbitales con sus electrones apareados en un átomo. Ejemplo: He2 , tiene 2 electrones, la configuración es 1s2 : Sustancias paramagnéticas Son sustancias que tienen sus orbitales con sus electrones desapareados. Li3 , tiene 3 electrones, la configuración es 1s2 2s1 por lo tanto es una sustancia paramagnética. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Principio de Exclusión de Pauli Este principio sostiene de que no pueden existir dentro de un átomo dado, dos electrones con sus 4 números cuánticos iguales, n, l , m y s. La consecuencia de esto es que en un orbital sólo puede haber 2 electrones con espines opuestos. Ejemplo: El He2 , observamos que tiene 2 electrones, por lo tanto tiene tres posibles formas de llenar los electrones en el orbital 1s. 1s2 1s2 1s2 (1) (2) (3) De estos tres el único correcto es el 1. Regla de Hund de Máxima Multiplicidad Esta regla sostiene que los electrones se comienzan a llenar por los niveles de menor energía. Un átomo donde sus orbitales son de igual energía (degenerados) se van a llenar con electrones de tal modo que estos permanezcan en lo posible sin aparear (máxima multiplicidad). Ejemplo: El C6 , tiene la siguiente configuración 1s2 2s2 2p2, la distribución de los electrones en el diagrama orbital puede ser de 3 formas: Configuración Electrónica Kernel o Simplificada Es un término alemán que significa corazón. Esta regla consiste en sustituir una parte de la configuración electrónica por el símbolo de un gas noble, este gas debe sustituir la mayor parte posible de la configuración electrónica. C6 1s2 2s2 2p2 ⇒ [He] 2s2 2p2 (2) Incorrecta (3) Correcta (1) Incorrecta Equipo Docente Ciclo 2022 – II Semana 05 3 Centro preuniversitario de la UNS S-05 Ingreso Directo Ejercicios 1. La cantidad de electrones que puede aceptar la capa energética “P” completa son: a) 8 b) 18 c) 72 d) 50 e) 36 2. La configuración electrónica del ion As+5 es: a) [Ar] 3d10 b) [Ar] 4s2 3d8 c) [Ar] 4s1 3d9 d) [Ar] 4s2 3d10 4p3 e) [Ar] 4s13d10 3. Los valores que pueden asumir los números cuánticos principal (n), secundario (l) y magnético (m) del electrón periférico (mas externo) del elemento químico de carga nuclear 31. a) 4, 1, -1 b) 4, 0, 0 c) 3, 0, 0 d) 4, 2, 1 e) 3, 1, -1 4. Dada la configuración: 1s22s22p63s23p65s1. La alternativa incorrecta es: a) Este elemento pertenece al grupo de los metales alcalinos. b) La carga nuclear de dicho elemento es 19 c) El elemento se encuentra en estado excitado d) Este elemento se encuentra ubicado en el quinto periodo de la tabla periodica. e) Este elemento presenta estado de oxidación +1 5. Co respecto a la estructura básica del átomo, marque la alternativa incorrecta. a) Consta de una envoltura electrónica y un núcleo que concentra casi toda la masa. b) El electrón tiene carga negativa y una masa insignificante comparada con la masa del protón. c) Su volumen es prácticamente el volumen de la envoltura electrónica. d) La carga nuclear es positiva. e) Cuando gana protones, se transforma en catión. 6. Marque la secuencia correcta para los siguientes enunciados. I. El átomo de un elemento se identifica por el número de protones en el núcleo (número atómico Z). II. A representa la masa atómica y Z el número de masa. III. Los isótopos tienen igual número de protones pero diferente número de neutrones. IV. El Fe tiene 26 protones, 26 electrones y 30 neutrones y si gana 2 protones se convierte en el ion Fe+2. a) VVFF b) FFVV c) VVVV d) VFVF e) FVFV 7. El átomo de un elemento “E” posee 17 electrones en orbitales cuya energía relativa es 6. ¿En qué periodo y en qué grupo respectivamente de la tabla periódica se encuentra dicho elemento? a) 5; 2 b) 6, 2 c) 6; 1 d) 4, 2 e) 5; 1 8. De las afirmaciones respecto a los números cuánticos, indique verdadero (V) o falso (F): 9. “ l”: describe el nivel de energía del electrón. 10. “m”: toma valores de 0,1,2,3, .. n – 1 11. “s”: indica la orientación espacial del Orbital. 12. “n”: determina la interacción de un e- con Otro. a) VFVF b) FVFV c) FFFF d) VVVV e) FFVV 13. 9. ¿Cuál de las siguientes combinacionesde valores de "n" y "l" generan un subnivel de mayor energía? a) 3 1 1 b) 4 y O C) 3 y 2 d) 4 y 1 e) 3 y 1 M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Rectángulo M. Loyola Máquina de escribir 4 M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar Equipo Docente Ciclo 2022 – II Semana 05 4 Centro preuniversitario de la UNS S-05 Ingreso Directo 10. Marque la alternativa incorrecta sobre el átomo cuya configuración electrónica es: 1s22s22p63s23p64s23d104p4 a) La combinación de números cuánticos del último electrón es ( 4, 1, -1, -1/2). a. Contiene 6 electrones periféricos b. Tiene tres niveles llenos y dos electrones desapareados. c. Su anión más estable es isoelectrónico del átomo de carga nuclear 32. d. Tiene 16 orbitales con electrones apareados. 11. A continuación se enumeran cuatro combinaciones de números cuánticos escritos siguiendo el orden (n, l, m, s). 1. 1, 1, 1, ½ II. 2, 1, 0, ½ III. 3, 2, 1, 0 IV. 2, 1, -2, 1/2 Las combinaciones que están permitidas son: a) I y II b) II y III c) III y IV d) Solo II e) Solo III 12. De las notaciones cuánticas la que no es posible es: a) (3, 1, 1, –½) b) (3, 2, 0, ½) c) (2, 1, 2, ½) d) (1, 1, 0, –½) e) (4, 0, 0, 1) 13. Un átomo “A” presenta 4 orbitales “p” apareados, el ion B+2 es isoelectrónico con el ion A-1. Determine los números cuánticos que corresponden al último electrón del átomo “B”. a) 3, 2, -3, +1/2 b) 4, 0, 0, +1/2 c) 3, 2, -1, +1/2 d) 2, 1, -1, -1/2 e) 4, 1, -1, -1/2 14. Hallar el número mínimo y máximo de electrones que puede tener un átomo que solamente posee 6 subniveles llenos. a) 20 y 29 b) 20 y 28 c) 20 y 27 d) 19 y 29 e) 18 y 29 15. Hallar el número mínimo y máximo de electrones que puede tener un átomo que solamente posee 5 niveles. a) 38 y 72 b) 38 y 54 c) 37 y 54 d) 89 y 99 e) 37 y 55 16. Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas I. La configuración electrónica: 1s22s22p63s23p64s23d1 corresponde al estado fundamental de un átomo. II. La configuración electrónica: 1s22s22p73s212p73s1 es imposible. III. Las configuraciones electrónicas: 1s22s22p63s13p1 y 1s22s22p52d13s2 corresponden a dos estados posibles del mismo átomo. IV. La configuración electrónica: 1s22s22p63s23p64s23d1 corresponde a un elemento alcalinotérreo. a) VFFF b) VVFF c) FVVV d) FFFF e) VVVV 17. La cantidad de orbitales apareados que presenta el molibdeno (Mo) en su estado fundamental son: a) 15 b) 16 c) 17 d) 18 e) 19 18. Hallar el número de masa de un átomo que posee 38 neutrones y su configuración es [Kr] 5s1. a) 37 b) 38 c) 75 d) 78 e) 76 19. Las partículas positivas que presenta un átomo cuyo último electrón tiene la siguiente notación cuántica:4: 2; 0; -1/2. a) 28 b) 27 c) 46 d) 48 e) 49 20. Según la configuración: 1s22s22p63s23p64s23d104p6 I. Se trata de un gas noble. II. Los números cuánticos del ultimo electrón son: 4; 1; 1; -1/2 III. Pertenece al grupo 8 de la tabla periódica IV. Se ubica en el periodo 4 de la tabla periódica. Son ciertas: a) I y II b) I I y I I I c) III y IV d) I, II y IV e) I y IV M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar ORBITAL ATÓMICO Los principales orbitales son s, p, d, f. Orbitales “p” Orbitales “d” Orbitales “f”
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