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Química
Unidad 3: Estructura atómica
Fundamentos del átomo
Localización adentro
Partícula Carga
Masa
el átomo
protón
1+
en núcleo
~1 a.m.u.
neutrón
0
en núcleo
~1 a.m.u.
electrón
1
núcleo que se ~0 a.m.u.
mueve en órbita
a.m.u.: unidad usada para
medir la masa de
alrededor
átomos
número atómico: # de p+
-- el número entero
en la tabla periódica
-- determina identidad
del átomo
número total:
10
Ne
20.1797
(# de p+) + (# de n0)
(No está en “el Table.")
Para encontrar la carga neta en un átomo,
ep+considerar
__ y __.
ion: un átomo cargado
anión: ion de a (-)
catión: ion de a (+)
-- más e- que p+
-- más p+ que e-
-- formado cuando
-- formado cuando
aumento e de los átomos
los- átomos pierden ePienso anione ser negativo iones
eso
s
.
“Cuando veo un catión, veo un ion positivo;
es decir,
C A + ion.”
Descripción
Red
Carga
Atómico
Número
Masa
Número
Ion
Símbolo
15 p+
16 n0
18 e-
3
15
31
P3
38 p+
50 n0
36 e-
2+
38
88
Sen
ior2
+
52 p+
76 n0
54 e-
2
52
128
Te2
19 p+
20 n0
18 e-
1+
19
39
K1+
Isótopos: diversas variedades de los átomos de un el
-- tener diff. #' s de n0; así, diff. masas
-- algunos son radiactivos; otros no son
Todos los átomos de un elemento reaccionan iguales, q
p+
n0
Nombre común
H-1
Masa
1
1
0
protium
H-2
2
1
1
deuterio
H-3
3
1
2
tritio
Isótopo
Átomos C-12
6 p+ 6 n0
estable
Átomos C-14
6 p+ 8 n0
radiactivo
Isótopos radiactivos: tener demasiados o demasiado
El núcleo intenta lograr un más
bajo estado de energía lanzando
extraordinariamente energía
radiación
como ________.
e.g., a - o b - partículas, rayos
del g
período: la época necesaria
para
½ de un radiactivo
muestra a decaer
enC-14:
materia
e.g.,
-- elestable
período es 5.730
años
-- decae en N-14 estable
Decir que 120 g la
muestra de C-14
es encontrado
hoy.
= C-14
= N-14
Años de
ahora en
adelante
0
g de C-14
presente
120
g de N-14
presente
0
5.730
60
30
60
90
15
7.5
105
11.460
17.190
22.920
112.5
Terminar la designación atómica
… da el Info exacto sobre una partícula atómica
masa #
carga
elemento
(eventualment
símboloe)
atómico
#
125
53
Bocio debido a
carencia del
I
1
el yodo ahora
está agregado
Protones
Neutrone
s
Electrone
s
92
146
92
11
34
27
17
25
12
45
32
20
30
10
36
24
18
18
Completo
Atómico
Designación
238
U
92
23
11
79
34
59
27
37
17
55
25
Na
SE
Co
Cl
Ma
ng
1+
2
3+
1
7+
Desarrollo histórico del modelo atómico
Griegos (~400
B.C.E.)
Democritus y Leucippus
La materia es discontinua (es decir, “granoso ").
Modelo griego
del átomo
Indirectas en el átomo científico
** Antonio Lavoisier:
ley de la conservación de la masa
** José Proust (1799):
ley de proporciones definidas:
cada el compuesto tiene una
proporción fija
e.g., agua ..........................
8 g O: 1 g H
óxido del cromo (ii) ....... Cr de 13 g: 4 g O
Indirectas en el átomo científico (cont.)
** John Dalton (1803):
ley de proporciones múltiples:
Cuando dos diversos compuestos
tener mismos dos elementos,
iguales masa de los resultados de
un elemento adentro múltiplo de
número entero de la masa de
otra.
e.g., agua ..........................
8gO: 1gH
2
peróxido de hidrógeno .........
16 g O : 1 g H
3
óxido del cromo (ii) ....... Cr de 13: g4 g O
óxido del cromo (vi) ...... Cr de 13: g12 g O
Teoría atómica de John Dalton (1808)
1. Los elementos se hacen de
las partículas indivisibles llamaron
losLos
átomos.
2.
átomos del mismo elemento están
exactamente
3.igualmente;
Los compuestos
se forman tienen el mismo
particularmente,
cerca
Massachusetts.
Dalton
el ensamblar de átomos de
modelo
dos
del átomo
o más elementos en fijo,
cocientes del número
e.g., 1:1, 2:1, 1:3, 2:3, 1:2: 1
entero.
NaCl, H2O, NH3, FE2O3, C6H12O6
** Guillermo
Crookes
(1870s):
El causar de los
rayos
la sombra era
emitido de
cátodo.
CRT de la cruz
maltesa
pantalla de
radar
televisión
computadora
monitor
El Thomsons (~1900)
J.J. Thomson descubierto
ese los “rayos catódicos” son…
… desviado por
eléctrico
y campos magnéticos
J.J. Thomson
líneas del campo
“rayos
catódicos”
eléctrico
Tubo de
Crooke
… (-) partículas
++++++
-- -- -electrones
fosforescente
pantalla
Guillermo Thomson (a.k.a., señor
Kelvin):
Puesto que el átomo era sabido para
ser
eléctricamente neutral, él propuso
el modelo del pudín de ciruelo.
-- Cantidades iguales de (+) y (-) Señor Kelvin
carga distribuida uniformemente
en átomo.
-
++ ++
+ ++ +
+ ++
-
-
-- (+) es ~2000X más masivo
que (-)
(ciruelo
pudín)
-
-
-
-
-
-
Ciruelo de
Thomson
modelo del
** James Chadwick
neutrones descubiertos en 1932.
-- n0 no tener ninguna carga
y ser duro de detectar
-- propósito de n0 = estabilidad del núcleo
Chadwick
foto del líquido
H2 compartimiento
Y ahora sabemos de
muchos otras partículas
subatómicas:
quarks,
muons,
positrones,
neutrinos,
piones, etc.
Ernesto Rutherford (1909)
Experimento de la hoja de oro
Viga del a - partículas (+)
dirigidas en la hoja de oro
rodeada cerca pantalla
fosforescente (de ZnS).
partícul
aa viga
fuente
plom
o
ZnS
pantall
oro
hoja
La mayoría del a - las partículas pasaron a
través, algunos pescadas con caña levemente, y
una fracción minúscula despidió detrás.
Conclusiones:
1. El átomo es sobre todo espacio vacío.
2. (+) las partículas se concentran en el centro.
núcleo = “poca tuerca”
3. (-) núcleo de la órbita de las partículas.
Modelo
Modelo
del
depudín
Dalton
de(también
ciruelo
de
el Thomson
Griego)
Modelo
del
Rutherford
-
+
- +
+
- +
+
+
N
+
+
+
+- +
-
-
Modelos atómicos recientes
Planck máximo (1900): Propuesto
eso
las cantidades de energía se
cuantifican
solamente se permiten
ciertos valores

Niels Bohr (1913): e puede poseer
solamente cantidades
determinadas de energía, y
puede por lo tanto estar solamente
seguro
distancias del núcleo.
planetario
(Bohr)
modelo
eencontrad
o
N
e- nunca
encontrad
o aquí
Experimento
de la
la biología,
biología usted
Para conducir un
experimento de
necesita 100 ml
de la cola por ensayo, y de usted planear conducir
Si 1 poder contiene 355 ml de cola, y allí
500 ensayos.
son 24 latas en un caso, y las ventas de
cada caso
para $4.89, y hay los impuestos sobre venta
7.75%…
A. ¿Cuántas cajas debe usted comprar?
 1 can   1 case 
6 casos
X cases  50,000 mL 
cases

  5.86
 355 mL   24 cans 
B. ¿Cuánto la cola costará?
 $4.89 
X $  6 cases 
$31.61
  1.0775   $31.61385
 1 case 
modelo mecánico del
quántum
modelo de la nube de
electrón
modelo de la nube de la
carga
Schroedinger, Pauli, Heisenberg, Dirac (hasta
1940):
Según el QMM, nunca sabemos para seguro donde
la e- estar en un átomo, pero las ecuaciones del
QMM nos dicen la probabilidad que encontraremos
electrón en cierta distancia del núcleo.
Masa atómica media (masa atómica, AAM)
Ésta es la masa media cargada de todos los
átomos de un elemento, medido en a.m.u.
El Ti tiene cinco
naturalmenteisótopos
Parade
unocurrencia
elemento con
isótopos A, B, etc.:
AAM = masa A (% de A) + B total (% de B)
+…
% de la abundancia
(utilizar la forma decimal de los %;
e.g., uso 0.253 para 25.3%)
Los átomos Li-6 tienen amu de la
masa 6.015;
Los átomos Li-7 tienen amu de la
masa 7.016.
Li-6 compone 7.5% de todos los
Baterías de
átomos de Li.
Li
AAM = masa
A (%
Hallazgo
AAM de
Li. de A) + B total (% de B)
AAM = 6.015 amu del amu (0.075) + (0.925)
7.016
AAM = 0.451 amu
+ amu 6.490
AAM = amu 6.94
** El número decimal en la tabla se refiere…
masa molar (en g) O EL AAM (en amu).
6.02 x
1023 átomos
1 átomo del
“promedio”
Isótopo
Masa
Si-28
Si-29
amu 27.98
amu 28.98
¿?
Si-30
%
abundancia
92.23%
4.67%
3.10%
AAM = MA (% de A) + MB (% de B) + MC (%
de C)= 27.98 (0.9223) + 28.98 (0.0467) + X (0.031)
28.086
28.086 =
25.806
+
1.353
28.086 =
27.159 + 0.031X
0.927 = 0.031X
0.031
X = MSi-30 = amu 29.90
+ 0.031X
0.031
Configuraciones del electrón
“e- ” Reglas que activan
1. Máximo de dos e- por la pista que activa (es decir, or
2. Orbitarios más fáciles se llenan primero.
orbitario
orbitario de p
orbitario de
de s
(Rolling Hills)
d
(llano)
(colinas
escarpadas
)
3. e- debe ir 100X alrededor.
4. Todos los orbitarios de la dificultad igual
deben tener uno
- antes de doblar para arriba.
e
5. e- en el mismo orbitario debe ir enfrente de maneras
orbitarios
2p 6 e-)
(3 de éstos,
orbitario
3s 2 e-)
(1 de éstos,
orbitario
2s 2 e-)
(1 de éstos,
orbitario
4s 2 e-)
(1 de éstos,
orbitarios
3d 10 e-)
(5 de éstos,
orbitario
1s 2 e-)
(1 de éstos,
orbitarios
4p 6 e-)
(3 de éstos,
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6…
1.2
3.4
5-10 11.12 13-18 19.20 21-30 31-36
orbitarios
3p 6 e-)
(3 de éstos,
Configuraciones del electrón de la escritura
Donde está la e-¿? (probablemente)
H
1s1
Él
1s2
Li
1s2 2s1
N
1s2 2s2 2p3
Al
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Ti 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2
Como1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3
Xe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6…
Secciones de la tabla periódica a saber
sbloquear
dbloquear
fbloquear
pbloquear
Tres principios sobre electrones
Principio de Aufbau:
e- tomará bajo-energía
orbitario disponible
3d10…
4s2
3p6
3s2
2p6
2
2s
de de la igual-2
para losRegla
orbitarios
1s
Hund:
energía,
cada uno debe tener una eantes
Friedrich Hund
cualesquiera tardan un
segundo
Principio de exclusión de Pauli:
dos e- en el mismo orbitario
tener diversas vueltas
Wolfgang Pauli
Diagramas orbitales
… vueltas de la demostración de e- y en que el orbita
O
1s
2s
2p
3s
3p
1s
2s
2p
3s
3p
P
Configuración del electrón de la taquigrafía (S.E
Para escribir S.E.C. para un elemento:
1. Poner el símbolo del gas noble que precede
elemento en soportes.
2. Continuar la escritura e- config. de ese punto.
S
[Ne]
3s2 3p4
Co [AR] 4s2 3d7
En [Kr]
5s2 4d10 5p3
Cl [Ne]
3s2 3p5
Rb [Kr]
5s1
La importancia de
electrones
En “activar sigue” analogía,
las pistas representan
regiones de espacio donde una e- puede ser en
orbitarios:
En una e genérica- config (e.g., 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6…):
coeficiente
# del nivel de energía
exponente
# de e- en esos orbitarios
Generalmente como nivel # aumentos de energía, e-…
TENER MÁS
ENERGÍA
Y
SER MÁS
LEJANO
DE NÚCLEO
electrones del núcleo:
en niveles de energía
internos;
cerca de núcleo
electrones de la valencia:
Él: 1s2
Ne: [Él] 2s2 2p6
en nivel de energía
externo
IMPLICADO
ADENTRO
PRODUCTO
QUÍMICO
-)
(2
v.e
VINCULACIÓN
(8 v.e-)
AR: [Ne] 3s2 3p6
(8 v.e-)
Kr: [AR] 4s2 3d10 4p6
(8 v.e-)
Los átomos del gas noble tienen cáscaras
COMPLETAS de la valencia. Son estables, de
poca energía, y unreactive.
Otros átomos “quieren” ser como los átomos del gas
** Dan lejos o adquieren e-.
la tendencia para los átomos “quiere” 8 eregla del octeto:
en
la cáscara de la valencia
-- no se aplica a él, Li, sea, B (que quieren 2)
o a H (que quiere 0 o 2)
átomo del flúor, F
9 p+, 9 erobar 1 e9 p+, 10 e-
átomo de la clorina, C
Cómo estar como 17 p+, 17 e¿un gas noble…?
robar 1 eF1
El átomo de F algo
ser F1 ion.
17 p+, 18 e-
Cl1
El átomo del Cl algo
ser Cl1 ion.
átomo del litio, Li
átomo del sodio, Na
Cómo estar como 11 p+, 11 e3 p+, 3 e¿un gas noble…?
perder 1 e
perder 1 e3 p+, 2 e-
Li1+
El átomo de Li algo
ser Li1+ ion.
11 p+, 10 e-
Na1+
El átomo del Na algo
ser Na1+ ion.
Saber las cargas en estas columnas de la tabla:
1+
2+
Grupo 1:
Grupo 2:
Grupo 13:
Grupo 15:
Grupo 16:
Grupo 17:
Grupo 18:
1+
2+
3+
3
2
1
0
0
3+
3 2 1
Nombramiento de los iones
El nombre de elemento del uso de los cationes y enton
e.g.,
Ca2+ ion del calcio
Cs1+ ion del cesio
Al3+ ion de aluminio
lusión del cambio de los aniones del nombre de elemento
y entonces decir el “ion”
e.g.,
S2 ion del sulfuro
P3
ion del fosfuro
N3
ion del nitruro
O2
ion del óxido
Cl1
ion del cloruro
Luz
Cuando toda la e- estar en el estado de energía posibl
de
un átomo está en el estado
__________.
tierra
e.g., Él: 1s2
ENERGÍA
(CALOR, LUZ,
ELÉCTRICOS,
ETC.)
Si la cantidad “correcta” de energía es absorbida por una
“saltar” a un nivel de una energía más alta. Éste es un in
estado
la condición momentánea llamó el __________.
emocionado
e.g., él: 1s1 2s1
Cuando e- caídas de nuevo a una bajo-energía, más es
orbitario (puede ser que sea el orbitario que comenzó a
la fuerza no), átomo lanza la cantidad “correcta” de
energía como luz.
LUZ EMITIDA
Cualquier-viejo-valor de la energ
se absorbe o lanzado
NO AUTORIZACIÓN. Esto explic
las líneas de color en
espectro de emisión.
Espectro de emisión para un átomo de hidrógeno
Serie de Lyman:
e- cae al 1r nivel de energía
Serie de Balmer:
e- cae al 2do nivel de energía
Descarga de H
tubo, con
Serie de Paschen:
energía fuente y
e cae al 3ro nivel de energía
espectroscopio
espectro de emisión típico
Lyman
(ULTRAV
IOLETA)
Balmer
(visible)
Paschen
(IR)
6TH E.L.
5TH E.L.
4TH E.L.
~
~
~
~
~
~
3RD E.L.
2ND E.L.
1ST E.L.