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Del egipcio keme (ldquotierrardquo) la quiacutemica es la ciencia que se dedica al estudio de la estructura las propiedades la composicioacuten y la
transformacioacuten de la materia
QUIacuteMICA
bull Existen diversas disciplinas dentrode la quiacutemica que se agrupanseguacuten el tipo de estudio querealizan o la clase de materia queestudian Cabe destacar que laquiacutemica tambieacuten analiza loscambios que suceden en la materiadurante las llamadas reaccionesquiacutemicas
bull Se divide en dos grupos biendefinidos la quiacutemica orgaacutenica yla quiacutemica inorgaacutenica
bull Existen otras clasificaciones maacutes precisas como lasde bioquiacutemica (que se especializa en la investigacioacuten de lassustancias presentes en entidades bioloacutegicas) la fiacutesico-quiacutemica (destinada al estudio de cuestiones energeacuteticas de lossistemas quiacutemicos) la quiacutemica analiacutetica y la neuroquiacutemica entreotras
bull La quiacutemica es considerada la Ciencia Central dentro de las cienciasnaturales dada su ubicuidad que la vuelve imprescindible para laresolucioacuten de problemas o inquietudes en varios campos deconocimiento(como la biologiacutea la medicina la farmaciala geologiacutea la astronomiacutea y la ingenieriacutea)
bull Cabe destacar de todos modos que laquiacutemica es una ciencia empiacuterica queapela al meacutetodo cientiacutefico para crearconocimiento Sus hallazgos nacen apartir de la observacioacuten los experimentosy la cuantificacioacuten de los resultados
bull Los procesos que estudia la quiacutemicainvolucran entes fundamentalesllamados partiacuteculas simples(electronesprotones o neutrones) o partiacuteculascompuestas (nuacutecleos atoacutemicos moleacuteculasy aacutetomos)
bull Dichas partiacuteculas si sonanalizadas desde un punto devista microscoacutepico pueden sertomadas como un sistemacerrado que se caracterizapor intercambiar energiacutea conaquello que le rodea Si estamosante la presencia de procesosexoteacutermicos el sistema liberaraacuteenergiacutea mientras que si se tratade un proceso endoteacutermico elsistema absorberaacute energiacutea de suentorno Este uacuteltimo caso soacutelo esposible si el entorno liberaenergiacutea que pueda ser atrapadapor el sistema que reaccionaAmbos procesos de intercambiode energiacutea reciben el nombrede reaccioacuten quiacutemica
MEacuteTODO CIENTIFICO
bull Meacutetodo es una palabra que proviene del teacutermino griego methodos(ldquocaminordquo o ldquoviacuteardquo) y que se refiere al medio utilizado
para llegar a un fin Su significado original sentildeala el camino que conduce a un lugar
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Existen diversas disciplinas dentrode la quiacutemica que se agrupanseguacuten el tipo de estudio querealizan o la clase de materia queestudian Cabe destacar que laquiacutemica tambieacuten analiza loscambios que suceden en la materiadurante las llamadas reaccionesquiacutemicas
bull Se divide en dos grupos biendefinidos la quiacutemica orgaacutenica yla quiacutemica inorgaacutenica
bull Existen otras clasificaciones maacutes precisas como lasde bioquiacutemica (que se especializa en la investigacioacuten de lassustancias presentes en entidades bioloacutegicas) la fiacutesico-quiacutemica (destinada al estudio de cuestiones energeacuteticas de lossistemas quiacutemicos) la quiacutemica analiacutetica y la neuroquiacutemica entreotras
bull La quiacutemica es considerada la Ciencia Central dentro de las cienciasnaturales dada su ubicuidad que la vuelve imprescindible para laresolucioacuten de problemas o inquietudes en varios campos deconocimiento(como la biologiacutea la medicina la farmaciala geologiacutea la astronomiacutea y la ingenieriacutea)
bull Cabe destacar de todos modos que laquiacutemica es una ciencia empiacuterica queapela al meacutetodo cientiacutefico para crearconocimiento Sus hallazgos nacen apartir de la observacioacuten los experimentosy la cuantificacioacuten de los resultados
bull Los procesos que estudia la quiacutemicainvolucran entes fundamentalesllamados partiacuteculas simples(electronesprotones o neutrones) o partiacuteculascompuestas (nuacutecleos atoacutemicos moleacuteculasy aacutetomos)
bull Dichas partiacuteculas si sonanalizadas desde un punto devista microscoacutepico pueden sertomadas como un sistemacerrado que se caracterizapor intercambiar energiacutea conaquello que le rodea Si estamosante la presencia de procesosexoteacutermicos el sistema liberaraacuteenergiacutea mientras que si se tratade un proceso endoteacutermico elsistema absorberaacute energiacutea de suentorno Este uacuteltimo caso soacutelo esposible si el entorno liberaenergiacutea que pueda ser atrapadapor el sistema que reaccionaAmbos procesos de intercambiode energiacutea reciben el nombrede reaccioacuten quiacutemica
MEacuteTODO CIENTIFICO
bull Meacutetodo es una palabra que proviene del teacutermino griego methodos(ldquocaminordquo o ldquoviacuteardquo) y que se refiere al medio utilizado
para llegar a un fin Su significado original sentildeala el camino que conduce a un lugar
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Existen otras clasificaciones maacutes precisas como lasde bioquiacutemica (que se especializa en la investigacioacuten de lassustancias presentes en entidades bioloacutegicas) la fiacutesico-quiacutemica (destinada al estudio de cuestiones energeacuteticas de lossistemas quiacutemicos) la quiacutemica analiacutetica y la neuroquiacutemica entreotras
bull La quiacutemica es considerada la Ciencia Central dentro de las cienciasnaturales dada su ubicuidad que la vuelve imprescindible para laresolucioacuten de problemas o inquietudes en varios campos deconocimiento(como la biologiacutea la medicina la farmaciala geologiacutea la astronomiacutea y la ingenieriacutea)
bull Cabe destacar de todos modos que laquiacutemica es una ciencia empiacuterica queapela al meacutetodo cientiacutefico para crearconocimiento Sus hallazgos nacen apartir de la observacioacuten los experimentosy la cuantificacioacuten de los resultados
bull Los procesos que estudia la quiacutemicainvolucran entes fundamentalesllamados partiacuteculas simples(electronesprotones o neutrones) o partiacuteculascompuestas (nuacutecleos atoacutemicos moleacuteculasy aacutetomos)
bull Dichas partiacuteculas si sonanalizadas desde un punto devista microscoacutepico pueden sertomadas como un sistemacerrado que se caracterizapor intercambiar energiacutea conaquello que le rodea Si estamosante la presencia de procesosexoteacutermicos el sistema liberaraacuteenergiacutea mientras que si se tratade un proceso endoteacutermico elsistema absorberaacute energiacutea de suentorno Este uacuteltimo caso soacutelo esposible si el entorno liberaenergiacutea que pueda ser atrapadapor el sistema que reaccionaAmbos procesos de intercambiode energiacutea reciben el nombrede reaccioacuten quiacutemica
MEacuteTODO CIENTIFICO
bull Meacutetodo es una palabra que proviene del teacutermino griego methodos(ldquocaminordquo o ldquoviacuteardquo) y que se refiere al medio utilizado
para llegar a un fin Su significado original sentildeala el camino que conduce a un lugar
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Cabe destacar de todos modos que laquiacutemica es una ciencia empiacuterica queapela al meacutetodo cientiacutefico para crearconocimiento Sus hallazgos nacen apartir de la observacioacuten los experimentosy la cuantificacioacuten de los resultados
bull Los procesos que estudia la quiacutemicainvolucran entes fundamentalesllamados partiacuteculas simples(electronesprotones o neutrones) o partiacuteculascompuestas (nuacutecleos atoacutemicos moleacuteculasy aacutetomos)
bull Dichas partiacuteculas si sonanalizadas desde un punto devista microscoacutepico pueden sertomadas como un sistemacerrado que se caracterizapor intercambiar energiacutea conaquello que le rodea Si estamosante la presencia de procesosexoteacutermicos el sistema liberaraacuteenergiacutea mientras que si se tratade un proceso endoteacutermico elsistema absorberaacute energiacutea de suentorno Este uacuteltimo caso soacutelo esposible si el entorno liberaenergiacutea que pueda ser atrapadapor el sistema que reaccionaAmbos procesos de intercambiode energiacutea reciben el nombrede reaccioacuten quiacutemica
MEacuteTODO CIENTIFICO
bull Meacutetodo es una palabra que proviene del teacutermino griego methodos(ldquocaminordquo o ldquoviacuteardquo) y que se refiere al medio utilizado
para llegar a un fin Su significado original sentildeala el camino que conduce a un lugar
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Dichas partiacuteculas si sonanalizadas desde un punto devista microscoacutepico pueden sertomadas como un sistemacerrado que se caracterizapor intercambiar energiacutea conaquello que le rodea Si estamosante la presencia de procesosexoteacutermicos el sistema liberaraacuteenergiacutea mientras que si se tratade un proceso endoteacutermico elsistema absorberaacute energiacutea de suentorno Este uacuteltimo caso soacutelo esposible si el entorno liberaenergiacutea que pueda ser atrapadapor el sistema que reaccionaAmbos procesos de intercambiode energiacutea reciben el nombrede reaccioacuten quiacutemica
MEacuteTODO CIENTIFICO
bull Meacutetodo es una palabra que proviene del teacutermino griego methodos(ldquocaminordquo o ldquoviacuteardquo) y que se refiere al medio utilizado
para llegar a un fin Su significado original sentildeala el camino que conduce a un lugar
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
MEacuteTODO CIENTIFICO
bull Meacutetodo es una palabra que proviene del teacutermino griego methodos(ldquocaminordquo o ldquoviacuteardquo) y que se refiere al medio utilizado
para llegar a un fin Su significado original sentildeala el camino que conduce a un lugar
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Meacutetodo cientiacutefico es la serie depasos que sigue una ciencia paraobtener saberes vaacutelidos (es decirque pueden verificarse a traveacutesde un instrumento fiable)Gracias al respeto por un meacutetodocientiacutefico un investigador lograapartar su subjetividad y obtieneresultados maacutes cercanos a laobjetividad o a lo empiacuterico
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Seguacuten el filoacutesofo ingleacutes Francis Bacon lasdistintas etapas del meacutetodo cientiacutefico sonla observacioacuten (que permite analizar unfenoacutemeno seguacuten se aparece ante larealidad) la induccioacuten (para distinguir losprincipios particulares de cada una de lassituaciones observadas) la hipoacutetesis (laplanteada a partir de la observacioacuten y deacuerdo a ciertos criterios) la prueba de lahipoacutetesis mediante la experimentacioacutenla demostracioacuten o refutacioacuten de la hipoacutetesisy el establecimiento de la tesis o teoriacuteacientiacutefica (las conclusiones)
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
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ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
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me
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la
re
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
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de
la
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
raquo Las propiedades fiacutesicas de la materia son aquellas caracteriacutesticas de las sustancias que al ser observadas o medidas no producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo Olor color sabor forma cristalina temperatura de fusioacuten temperatura de ebullicioacuten densidad viscosidad tensioacuten superficial presioacuten de vapor solubilidad dureza brillo maleabilidad conductividad
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
raquo Las propiedades quiacutemicas de la materia son aquellas que al ser observadas o medidas producen nuevas especies quiacutemicas por ejemplo
raquo La oxidacioacuten
raquo El cocimiento de los alimentos
raquo La respiracioacuten
raquo La fotosiacutentesis
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
raquo Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa se cuantifican para toda la cantidad de materia en el sistema es decir cambian de valor al cambiar la extensioacuten Ejemplos el volumen la masa la energiacutea la cantidad de sustancia
raquo Las propiedades Intensivas no dependen del tamantildeo del cuerpo que se esteacute observando Son caracteriacutesticas independientes de la cantidad de materia que se trate no dependen de la masa Ejemplos temperatura densidad punto de fusioacuten punto de ebullicioacuten la solubilidad iacutendice de refraccioacuten
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
raquo Los procesos fiacutesicos y quiacutemicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes aspectos
raquo Los cambios quiacutemicos van acompantildeados por una modificacioacuten profunda de las propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes los cambios fiacutesicos dan lugar a una alteracioacuten muy pequentildea y muchas veces parcial de las propiedades del cuerpo
raquo Los cambios quiacutemicos tienen casi siempre caraacutecter permanente mientras que en general los cambios fiacutesicos persisten uacutenicamente mientras actuacutea la causa que los origina
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
raquo Los antiguos griegos fueron los primeros en identificar tres clases (lo que hoy llamamos estados) de materia basados en sus observaciones del agua Pero estos mismos griegos en particular el filoacutesofo Thales sugirioacute incorrectamente que puesto que el agua podiacutea existir como un ldquoelementordquo soacutelido liacutequido o hasta gaseoso bajo condiciones naturales debiacutea ser el uacutenico y principal elemento en el universo De donde surgiacutea el resto de sustancias Hoy sabemos que el agua no es la sustancia fundamental del universo en realidad no es ni siquiera un elemento
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Los diferentes estados en los que la materia existe se definen a partir de la Teoriacutea cineacutetico-molecular de la Materia Uno de los conceptos baacutesicos de esta teoriacutea argumenta que la materia posee una energiacutea de movimiento que percibimos como temperatura En otras palabras los aacutetomos y moleacuteculas estaacuten en movimiento constante y medimos la energiacutea de estos movimientos como la temperatura de esa sustancia
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
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activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Estructura atoacutemica
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Leucipo y Demoacutecrito
HISTORIA (ANtildeO 400 AC)
Aristoacuteteles
Aacutetomos
MATERIA
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Heisenberg
Broglie
Cientiacuteficos que cambiaron la concepcioacuten
del universo
John Dalton
Joseph John
Thomson
Ernest
Rutherford
Niels Borh
Sommerfeld Pieter Zeeman Schrodinger
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
1211Modelos atoacutemicos
DALTON (1808)
RUTHERFORD (1808)
NUCLEO PEQUENtildeO CON CARGAS
NEG DESCRIBIENDO DIF TRAYECT
THOMSON (1904)CARGAS POSITIVAS Y NEGATIVAS
BOHR (1913)SIST SOLAR EN MINIATURA
HEISENBERG Y SCHRODINGER(1925)NUBES ELECTRONICAS
+++
+
SOMMERFELD Y ZEEMANORBITA ELIPTICAS
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
JOHN DALTON
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
JJ THOMSON
RAYOS CATODICOSLos electrones (partiacuteculassubatoacutemicas) son partiacuteculasmaacutes pequentildeas que el aacutetomo
Los aacutetomos son divisibles yaque los electrones sonpartiacuteculas que forman partede los aacutetomos Hay partiacuteculascon carga negativa llamadaselectrones La materia debeser eleacutectricamente neutrapropio modeloMasa fluida de baja densidadcon carga positiva en la quese hallaban incrustados loselectrones
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
RUTHERFORD
La mayor parte
de la masa y
toda la carga
positiva del
aacutetomo nuacutecleo
Fuera del
nuacutecleo debe
haber un no
de electrones
igual al no de
unidades de
carga nuclear
NuacutecleoUna partiacutecula cargada y acelerada
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
BORHUn modelo acertado no solo debiacutea explicar la evidente estabilidad de los
aacutetomos tambieacuten debiacutea poder describir como emitiacutean luz los aacutetomos
Determino que las propiedades quiacutemicas vendriacutean fuertemente
determinadas por la organizacioacuten de los electrones en las orbitas
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
SOMMERFELD Y ZEEMAN
Con aacutetomos polielectronicos
El modelo de Bohr no resultaba
NIVEL
Valor n
Valores
de l
Tipo de orbita SUBNIVELES
Nombre
1 0 Circular 1s
2 0 Circular 2s
1 Eliacuteptica 2p
3 0 Circular 3s
1 Eliacuteptica 3p
2 Eliacuteptica 3d
4 0 Circular 4s
1 Eliacuteptica 4p
2 Eliacuteptica 4d
3 Eliacuteptica 4f
Tabla 1 orbitas eliacutepticas de SommerfeldTabla 2 Orientacioacuten en el
espacio de Zeeman
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
MODELO DE HEISENBERG Y SCHROumlDINGER
Electroacuten Partiacutecula
Onda
Broglie
REEMPE
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
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ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
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me
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la
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
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ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull La masa de un electroacuten es unas 2000 veces menor que la de un protoacuten bull En condiciones normalesbull La identidad de un aacutetomo y sus propiedades quiacutemicas
Peso de protones +neutrones +electrones = peso atoacutemico
No protones = no atoacutemico
No Protones= no electrones
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
iquestQueacute es la configuracioacuten
electroacutenica
El modo en que los electrones
se disponen alrededor del
nuacutecleo
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
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activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
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ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
nse relaciona con el VOLUMEN ocupado por Reempes (1234)
lse relaciona con los SUBNIVELES y la FORMA de la Reempe Se designa con las letras spdf
Se representan con formas de esferas campanas lazos y treacuteboles (n-1)=l
mse relaciona con la ORIENTACION de la Reempe en un eje de coordenadas
S spin es el giro del electroacuten valor es +12 y -12
subnivel no de
orbitales
por
subnivel
Representa
cioacuten de los
Subniveles
con letras
no de
electrones
por orbital
No max
De
electrones
por
subnivel
s 1 S 2 2
p 3 pxpypz 2 6
d 5 dxydxzdz2
dyz dx2
y2
2 10
f 7 2 14
A T O M O
n l m s
REEMPE la regioacuten donde es mas
probable que se encuentre el
ELECTROacuteN
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Configuraciones electroacutenicas
La configuracioacuten electroacutenica se basa en unos
principios baacutesicos
1) El principio de Paulii el numero de electrones en
cada capa de la corteza siempre sera 2
2) La regla del octeto indica que en la uacuteltima
capa del aacutetomo soacutelo puede haber un maacuteximo
de 8 electrones salvo si es la primera que estaacute
limitada a 2 electrones En la uacuteltima capa habraacute
de 1 a 8 electrones
Valencias
Fusioacuten
Punto de
ebullicioacuten
Color
Capacidad de unioacuten con los compuestos
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
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de
la
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ad
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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me
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
3)El principio de Auhbau dice que la
energiacutea de un orbital seraacute mayor cuando
mayor sea la suma de los nuacutemeros cuaacutenticos
principal (n) y azimutal (l) (n+1) Si la energiacutea
es igual tendraacute menor energiacutea el orbital con
menor numero cuaacutentico principal
4) El principio de Hunt establece que un
segundo electroacuten no entra en un orbital si existen otros orbitales
desocupados en el mismo nivel de energiacutea
Nuacutemero atoacutemico del carbono 6
Configuracioacuten estaacutendar
Configuracioacuten desarrollada
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
22
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
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de
la
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activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS QUIacuteMICOS
1
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
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2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
2
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
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2np
4
ns
2np
5
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2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Nuacutemeros cuaacutenticos
El primer nuacutemero cuaacutentico o nuacutemero cuaacutenticoprincipal n designa el nivel de energiacutea principalEste nuacutemero toma valores enteros naturales apartir de la unidad Cuanto mayor sea n mayorseraacute la energiacutea del electroacuten y se localizaraacute amayor distancia del nuacutecleo
n = 1 2 3 4
3
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
El nuacutemero cuaacutentico secundario l indica el nuacutemero de subniveles de
energiacutea que existen dentro de un nivel principal n e indica la formade los mismos Este nuacutemero toma valores enteros naturales desde0 hasta n-1 luego en cada nivel n hay l subniveles
n = 1 l = 0n = 2 l = 0 1n = 3 l = 0 1 2n = 4 l = 0 1 2 3
Para este nuacutemero l no suelen emplearse cifras sino letras para
denominar los subniveles
valor de l 0 1 2 3
Subnivel s p d f
sharp principal difuse fundamental
Nuacutemeros cuaacutenticos
4
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Para el aacutetomo de hidroacutegeno la energiacutea de cadasubnivel soacutelo depende de n
Para los aacutetomos con maacutes de un electroacuten la energiacuteadepende tanto de n como de l
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
subnivel 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Nuacutemeros cuaacutenticos
5
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
Incre
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de
la
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ad
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
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de
la
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Dentro de cada subnivel definido por n y l aparecen distintos
orbitales que se diferencian en el valor del tercer nuacutemero cuaacutenticoml Este nuacutemero informa sobre la orientacioacuten de la nube electroacutenicaalrededor del nuacutecleo Los valores de m van desde ndashl hasta + l de
unidad en unidad
ml = -l 0 +l
Para un subnivel l dado existen 2 l +1 subniveles
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3ml 0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
1s 2s 2p (3) 3s 3p (3) 3d (5) 4s 4p (3) 4d (5) 4f (7)
Nuacutemeros cuaacutenticos
6
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
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2np
3
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4
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5
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6
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4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
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la
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
n 1 2 3 4
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3
ml0 0 +10-1 0 +10-1 +2+10-1-2 0 +10-1 +2+10-1-2 +3+2+10-1-2-3
ms
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2eminus 2eminus 6eminus 2eminus 6eminus 10eminus 2eminus 6eminus 10eminus 14eminus
Capacidad y energiacutea de los niveles
7
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
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2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
La configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo es una manerade describir la disposicioacuten de los electrones de dichoaacutetomo Esta configuracioacuten indica el nuacutemero de electronesque existe en cada nivel y tipo de subnivel
Ener
giacutea
Configuraciones electroacutenicas
Orden de llenado por energiacutea8
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
ns
2np
5
ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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la
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
23
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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de
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(kJ
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Para construir la configuracioacuten electroacutenica de un aacutetomo se siguen las siguientes reglas
1) Principio de energiacutea miacutenima
Los electrones se iraacuten antildeadiendo a orbitales en el sentido de menor a mayor energiacutea de los mismos
2) Principio de exclusioacuten de Pauli
Soacutelo se permite un maacuteximo de dos electrones por cada orbital
3) Principio de maacutexima multiplicidad de Hund
Cuando exista maacutes de una posibilidad para colocar los electrones en un mismo nivel energeacutetico se colocaraacuten los electrones de forma que se ocupe el mayor nuacutemero de orbitales De esta forma el espiacuten seraacute el maacuteximo posible
Principio de construccioacuten
9
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
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3
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4
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5
ns
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6
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4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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de
ion
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ioacuten
(kJ
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Elemento Nordm Electrones Diagrama de orbitales Configuracioacuten electroacutenica
Li 3 1s2 2s1
Na 4 1s 2s2
B 5 1s2 2s2 2p1
C 6 1s2 2s2 2p2
N 7 1s2 s2 2p3
Ne 10 1s2 2s2 2p6
Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1
10Electroacutende valencia
Configuraciones electroacutenicas
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
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ns
2np
3
ns
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4
ns
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5
ns
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6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Los electrones de valencia son los que se encuentran alojados en el uacuteltimo nivel
de energiacutea Son los que un aacutetomo utiliza para combinarse con otros Para visualizar
raacutepidamente estos electrones se pueden colocar como puntos alrededor del
siacutembolo del elemento (Lewis)
Nos sirven para explicar el enlace covalente
Electrones de valenciaConfiguraciones electroacutenicas
11
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
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2np
2
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3
ns
2np
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ns
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ns
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6
d1
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4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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ioacuten
(kJ
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
iquestCoacutemo se relacionan las configuraciones electroacutenicas con
la tabla perioacutedica
12
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
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1
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6
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4f
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Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
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ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
LA TABLA PERIOacuteDICA DE LOS ELEMENTOS
13
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
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2np
2
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3
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4
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5
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6
d1
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4f
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Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Los elementos del mismo grupo tienen la misma configuracioacuten electroacutenica del uacuteltimo nivel energeacutetico
La tabla perioacutedica de los elementos
14
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
2np
3
ns
2np
4
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2np
5
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2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
ns
1
ns
2
ns
2np
1
ns
2np
2
ns
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3
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4
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ns
2np
6
d1
d5
d10
4f
5f
Configuracioacuten electroacutenica de los elementos en su estado natural
15
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Configuraciones electroacutenicas de los iones
Las configuraciones electroacutenicas del tipo gas noble(n s2p6) son las maacutes estables por lo que los ionestienden a poseer tal configuracioacuten
n s2p6
Cuando un aacutetomo se ioniza gana opierde electrones en el orbital demayor energiacutea para alcanzar unaconfiguracioacuten de gas noble Elsodio tiene que perder un electroacuteno ganar siete electrones paraconseguir tal configuracioacuten Porello el ioacuten Na+ es el estado deoxidacioacuten maacutes frecuente (y uacutenico)de este metal
gana 7 e
pierde 1 e
16
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
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Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
gana 1 e
pierde 7 e
En el caso del Cl la consecucioacuten de la configuracioacuten de gasnoble requeririacutea perder siete electrones o ganar uno Elloexplica que el estado de oxidacioacuten maacutes frecuente sea ndash1correspondiente al ioacuten cloruro
Configuraciones electroacutenicas de los iones
17
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Ene
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
bull Son propiedades mensurables para los elementos
bull Son propiedades que al analizar sus valores en funcioacuten del nuacutemeroatoacutemico tienen un comportamiento que se repite perioacutedicamente
Propiedades perioacutedicas
18
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Ene
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Las propiedades de los elementos variacutean en funcioacuten de sus nuacutemeros atoacutemicos
19
Ley perioacutedica
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
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Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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de
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ioacuten
(kJ
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Ciertas propiedades perioacutedicas en particular el tamantildeo y las energiacuteasasociadas con la eliminacioacuten o adicioacuten de electrones son deimportancia para poder explicar las propiedades quiacutemicas de loselementos El conocimiento de la variacioacuten de estas propiedadespermite poder racionalizar las observaciones y predecir uncomportamiento quiacutemico o estructural determinado
- Radio atoacutemico y radio ioacutenico
- Energiacutea de ionizacioacuten
- Afinidad electroacutenica
- Electronegatividad
Propiedades perioacutedicas relacionadas con reactividad
20
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
24
Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
25
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
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de
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ioacuten
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Relaciones perioacutedicas entre los elementos
Las propiedades de los elementos estaacuten relacionadascon su configuracioacuten electroacutenica y con su posicioacuten enla tabla perioacutedica
21
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
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Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
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27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
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Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
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La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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Elementos del Grupo 1 (ns1 n 2)Familia 1A
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Elementos del Grupo 2 (ns2 n 2)Familia 2A
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
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27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
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29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
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35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
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Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
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27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
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Y
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La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
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25
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
31
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
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de
la
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activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Elementos del Grupo 3A (ns2np1 n 2)
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
26
Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
Elementos del Grupo 4 (ns2np2 n 2)Familia 4A
28
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29
Elementos del Grupo 5 (ns2np3 n 2)Familia 5A
30
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Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
32
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
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Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
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Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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Elementos del Grupo 3 (ns2np1 n 2)Familia 3A
27
Sn(s) + 2H+(ac) Sn2+
(ac) + H2(g)
Pb(s) + 2H+(ac) Pb2+
(ac) + H2(g)
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28
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
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Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
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Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
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Electronegatividad de Pauling
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Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
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Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
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Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
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Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
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La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
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baacutesicos aacutecidos
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
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Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
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Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
ranioacuten gt raacutetomo
Radios atoacutemicos y radios ioacutenicos
40
Ene
rgiacutea
de
ion
izac
ioacuten
(kJ
mo
l)
Aumenta E Ionizacioacuten
Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
44
Elementos del Grupo 6 (ns2np4 n 2)Familia 6A
33
Incre
me
nto
de
la
re
activid
ad
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
34
Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
35
Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
36
Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
38
Aumenta el radio atoacutemico Aumenta el radio atoacutemico
Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
39
Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
rcatioacuten lt raacutetomo
Y
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Aumenta E Ionizacioacuten
La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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Elementos del Grupo 7 (ns2np5 n 2)Familia 7A
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
Elementos del Grupo 8 (ns2np6 n 1)Familia 8A
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Propiedades de los oacutexidosM2O MO M2O3 MO2
baacutesicos aacutecidos
37
Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
los radios ioacutenicos de los distintos cationes y aniones
Radio atoacutemico
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Radio (Aring)
Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
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Ademaacutes suele observarse que
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
41
Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
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No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
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baacutesicos aacutecidos
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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Niveles ns y subniveles npcompletamente llenos
Energiacuteas de ionizacioacuten maacutes altas que las de todos los elementos
No tienden a aceptar ni a donar electrones por lo que difiacutecilmente reaccionan y por eso se les conoce como gases nobles
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
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La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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Se define el radio metaacutelico de un elemento metaacutelico como la mitad de la distancia
determinada experimentalmente entre los nuacutecleos de aacutetomos vecinos del soacutelido El
radio covalente de un elemento no metaacutelico se define de forma similar como la mitad
de la separacioacuten internuclear de aacutetomos vecinos del mismo elemento en la moleacutecula El
radio ioacutenico estaacute relacionado con la distancia entre los nuacutecleos de los cationes y aniones
vecinos Para repartir esta distancia hay que tomar un valor de referencia que es el radio
ioacutenico del anioacuten oxo O2- con 140 Aring A partir de este dato se pueden construir tablas con
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Radio atoacutemico
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Variacioacuten del radio atoacutemico en relacioacuten al nuacutemero atoacutemico
Radio atoacutemico
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
Ademaacutes suele observarse que
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Y
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La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
42
La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
43
Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
Electronegatividad de Pauling
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La energiacutea de ionizacioacuten de un elemento se define como la energiacuteamiacutenima necesaria para separar un electroacuten del aacutetomo en fasegaseosa
A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
Energiacutea de ionizacioacuten
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
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La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
Disminuye la electronegatividad
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Las variaciones de los radios ioacutenicos a lo largo de la Tabla perioacutedica son similares a las de los radios atoacutemicos
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
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AE = - DHge
Valores de DHge
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La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
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A(g) rarr A+(g) + e-(g) DH = EI1
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
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La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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Disminuye la electronegatividad
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Se define la entalpiacutea de ganancia de electrones como la variacioacuten dela energiacutea asociada a la ganancia de un electroacuten por un aacutetomo enestado gaseoso
A(g) + e-(g) rarr A-(g) DHge
La afinidad electroacutenica (AE) se define como la magnitud opuesta a DHge
AE = - DHge
Valores de DHge
Afinidad electroacutenica
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La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
Electronegatividad
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La electronegatividad (c) de un elemento es la capacidad quetiene un aacutetomo de dicho elemento para atraer hacia siacute loselectrones cuando forma parte de un compuesto
Si un aacutetomo tiene una gran tendencia a atraer electrones sedice que es muy electronegativo (como los elementos proacuteximosal fluacuteor) y si su tendencia es a perder esos electrones se diceque es muy electropositivo (como los elementos alcalinos)
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