Quimica i - Unidad 1 - Parte 2
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8/4/2019 Quimica i - Unidad 1 - Parte 2
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Contenidos
Nmeroscunticosyorbitalesatmicos
Configuracioneselectrnicas:
PrincipiodeexclusindePauli
RegladeHund
Diayparamagnetismo
PrincipiodeAufbau
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NmerosCunticos
Lamecnicacunticaestablecequeserequieren4nmeroscunticospara
describirladistribucindeloselectronesenelHyotrostomos.
EstosnmerossederivanderesolverlaecuacindeSchrodingerparaeltomode
H
NmeroCunticoprincipal Nmerocunticodelmomentoangular
Nmerocunticomagntico
Nmerocunticodespnelectrnico
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NmeroCunticoprincipal(n)
Indicaelniveldeenerga enelqueseencuentraelelectrn.
Tomavaloresenteros:1,2,3,...,.Serelacionaconeltamaodelorbitaly la
distanciapromedio
del
electrn
alncleo
del
orbital.
Indicalaforma delosorbitalesyelsubniveldeenerga enelqueseencuentrael
electrn.
Losvaloresde dependenden.Paraunvalordadoden, tienetodoslosvaloresenterosposiblesde0an1
Nmerocunticodelmomentoangular()
Para =0,orbitaless
Para =1,orbitalesp
Para =2,obitalesd
Para =3,orbitalesf
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orbitaless
orbitalesp
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orbitalesf
orbitalesd
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n=1 =0 orbitaless
n=2 =0,1 orbitalessyp
n=3 =0,1,2 obitaless,pyd
n=4 =0,1,2,3 orbitaless,p,dyf
Losorbitales
con
los
mismos
valores
de
n
capa
onivel
Losorbitalesconlosmismos subcapa
Porejemplo:
n=2 =0 2s
2pn=2 =1
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Nmero
cuntico
Magntico
(m)
Indicalaorientacinespacialdelsubniveldeenerga
m = ,...,0,...,
Paracadavalorde hay2+1valoresdem
=0 m =0 1orbital
=1 m = 1,0,1 3orbitales
=2 m = 2, 1,0,1,2 5orbitales
=3 m = 3, 2, 1,0,1,2,3 7orbitales
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Porejemplo:
n=2 =0 m=0
=1 m= 1,0,+1
ejemplo:para =1(orbitalp)existen2x1+1=3orientacionesposibles
paraelorbital
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NmerocunticodeSpinelectrnico(ms)
Indicaelsentidodegirodelcampomagnticoqueproduceelelectrnalgirarsobre
sueje.
Tomavalores1/2y 1/2.
Principio de exclusin de Pauli: En un tomo dado, dos electrones no pueden tener el
mismo conjunto de nmeros cunticos (n, , m
y ms).
Como los electrones situados en un mismo orbital tienen los mismos valores de n, y m,
este postulado dice que deben tener distintos valores de ms, y por lo tanto, un orbital solo
puede contener 2 electrones y de spin opuesto.
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Configuracinelectrnica
Eneltomodehidrgenolaenergadeunorbitalestdeterminadaporel
valorden.
Todoslosorbitalesconelmismovalordentienenlamismaenergayse
dicequeestndegenerados.
Elnicoelectrndelhidrgenopuedeocuparcualquierdelosorbitales
atmicos.Sinembargo,enelestadobasal,elelectrnresideenelorbital
1s
1s
2s 2p
3s 3p 3d
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En tomos polielectrnicos se consideran orbitales similares a los del
hidrgeno, todos tienen la misma forma general, pero sus tamaos y energa
son diferentes. (debido a la atraccin nuclear y a las repulsiones
electrnicas).
Las variaciones de energa son del tipo:
Porlotantolosorbitalesseirnllenandoenel
orden:1s2s2p3s3p4s3d4petc
Ens Enp End Enf
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PRINCIPIO DE AUFBAU O DE CONSTRUCCIN: Los electrones se agregan al tomopartiendo del orbital de menor energa, hasta que todos los electrones estn
ubicados en un orbital apropiado.
El nmero atmico de un elemento nos indica la cantidad de protones que posee
un tomo, y como los tomos son neutros tendrn la misma cantidad de
electrones.
Estos electrones se ubican dentro del tomo en ciertas regiones a las que se les
conoce como orbitales. A la forma en que los electrones se distribuyen en los
distintos orbitales de un tomo se le conoce como configuracin electrnica
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H Z=1 tiene un electrn 1s1
He Z=2 tiene 2 electrones 1s2
1s
1s
2s 2p
2s 2p
1s
2s 2p
Encadaorbitalsolopuedehaberdoselectrones.Porlotantoloselectrones seubicarn
deaparesenlosdistintosorbitales
1s
2s 2p
1s
2s 2p
Todos los orbitales p tienen la misma energa por lo
tanto no importa cul orbital p ocupe el electrn
Li Z=3 tiene 3 electrones 1s2 2s1
tiene 4 electrones 1s2 2s2
tiene 5 electrones 1s2 2s22p1
Be Z=4
B Z=5
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C Z=6 tiene6electrones1s2 2s22p2
1s
2s
2p
Losorbitalesptienenlamismaenerga.
Regla de Hund es ms estable tener
electrones con espines paralelos queelectrones con espines contrarios
Porconvencinserepresentanconespinesparalelos(conlaflechahaciaarriba)
N Z=7 tiene7
electrones1s
2
2s2
2p3
O Z=8 tiene8 electrones1s2 2s22p4
F Z=9 tiene9
electrones1s
2
2s2
2p5
Ne Z=10 tiene10electrones1s2 2s22p6
1s
2s 2p
1s
2s 2p
1s
2s 2p
1s
2s 2p
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tiene 10 electrones 1s2 2s22p6
tiene 11 electrones 1s2 2s22p63s1
tiene 12 electrones 1s2 2s22p63s2
tiene 13 electrones 1s2 2s22p63s23p1
Podemos escribir la configuracin abreviada para el
sodio, Na, como [Ne]3s1
Ne Z=10
Na Z=11
Mg Z=12
Al Z=13
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Configuracin
abreviada
Paraescribirlaconfiguracinabreviadaseconsideraelgasnobleprevioal
elemento(losgasesnoblestienenlaltimacapacompletadeelectrones)
K Z=19 tiene19electrones1s2 2s22p63s23p64s1 [Ar]4s1
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Electronesde
valencia
Sonloselectronesqueocupanelnivelcunticoprincipalmsexterno deltomo.
Porejemplo:
Ne Z=10 1s2 2s22p6 8 electronesdevalenciaLi Z=3 1s2 2s1 1 electronesdevalenciaNa Z=11 1s2 2s22p63s1 1 electronesdevalenciaK Z=19 1s2 2s22p63s23p64s1 1 electronesdevalencia
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Excepcionesenlaconfiguracinelectrnica:capasllenasysemillenas
1s2 2s22p63s23p64s2 3d4
4s 3d
4s 3d
1s2 2s22p63s23p64s1 3d5
1s2 2s22p63s23p64s2 3d9
4s 3d
4s 3d
1s2 2s22p63s23p64s1 3d10
Cr Z=24
Cu Z=29
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Paramagnetismo
y
diamagnetismo
Lassustanciasconunoomselectronesdesapareadossonparamagnticas yson
atradasporuncampomagntico
Lassustanciasconelectronesapareadossondiamagnticas ysonrepelidasporun
campomagntico
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Escribirlaconfiguracinelectrnicaylos4nmeroscuanticosparaelBoroZ=5
Escribirlaconfiguracinelectrnicaylos4nmeroscuanticosparaelOxgenoZ=8
a. CuntoselectronesdevalenciatieneelB,
b. Aqugrupoyquperiododelatablaperidicopertenece?
c. Esparamagnticoodiamagntico?