Date post: | 07-Mar-2015 |
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Unidad 3: Estructura atómica
Química
Fundamentos del átomo
Partícula CargaLocalización adentro
el átomoMasa
a.m.u.: unidad usada para medir la masa de átomos
protón
neutrón
electrón
1+
0
1
en núcleo
en núcleo
núcleo que se mueve en órbita
alrededor
~1 a.m.u.
~1 a.m.u.
~0 a.m.u.
número atómico:
--
--
Para encontrar la carga neta en un átomo, considerar__ y __.
número total:
# de p+
el número enteroen la tabla periódica
determina identidad
del átomo
(# de p+) + (# de n0)
10
Ne20.1797
p+ e-
(No está en “el Table.")
“Cuando veo un catión, veo un ion positivo;
ion:
anión: ion de a (-) catión: ion de a (+)
--
--
un átomo cargado
más e- que p+
formado cuandoaumento e de los átomos-
--
-- más p+ que e-
formado cuandolos átomos pierden e-
aniones
negativo iones.
serPienso eso
es decir, yo…
C ion.”A +
19
Descripción Red
Carga
AtómicoNúmero
MasaNúmero
IonSímbolo
15 p+
16 n0
18 e-
38 p+
50 n0
36 e-
18 e- 1+ 39
Te2 128
K1+
Senior2+
P3
88
31153
38
522
2+
76 n0
52 p+
54 e-
20 n0
19 p+
protium
Isótopos: diversas variedades de los átomos de un elemento
--
-- tener diff. #' s de n0; así, diff. masas
algunos son radiactivos; otros no son
Isótopo
H-1
Masa p+ n0 Nombre común
H-2
H-3 tritio
deuterio
1
2
3
1 0
1 1
1 2
Átomos C-12 Átomos C-14
Todos los átomos de un elemento reaccionan iguales, químicamente.
6 p+ 6 n0
estable
6 p+ 8 n0
radiactivo
- o - partículas, rayos del
Isótopos radiactivos: El núcleo intenta lograr un más bajo estado de energía lanzando extraordinariamente energía como ________.
e.g.,
período: la época necesaria para
½ de un radiactivo muestra a decaer en materia estable
tener demasiados o demasiados pocos n0
radiación
e.g., C-14: -- el período es 5.730 años
-- decae en N-14 estable
Años de ahora en adelante0
g de N-14presente
5.730
11.460
120
60
30
15
7.5
0
Decir que 120 g la muestra de C-14
es encontrado hoy.
g de C-14presente
17.190
22.920
60
90
105
112.5
= C-14= N-14
Terminar la designación atómica
I53
125 1
… da el Info exacto sobre una partícula atómica
masa #
atómico #
carga (eventualmente)
elementosímbolo
Bocio debido a
carencia del yodo
el yodo ahora está agregado
a la sal
Protones
CompletoAtómico
Designación
92
Neutrones
Electrones
34
11
146
45
12
92
36
10
5927
3+Co
3717
1Cl
55 7+Manganeso
25
23892
U
2311
1+Na
7934
2SE
20 1817
30 1825
32 2427
Desarrollo histórico del modelo atómico
Modelo griegodel átomo
Griegos (~400 B.C.E.)
La materia es discontinua (es decir, “granoso ").
Democritus y Leucippus
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 ..........................
óxido del cromo (ii) .......
8 g O: 1 g H
Cr de 13 g: 4 g O
Indirectas en el átomo científico (cont.)
** John Dalton (1803):
8 g O e.g., agua ..........................
óxido del cromo (ii) .......
peróxido de hidrógeno .........
óxido del cromo (vi) ......
1 g H :
16 g O 1 g H :
Cr de 13 g 4 g O :
Cr de 13 g 12 g O :
2
3
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.
1. Los elementos se hacen de las partículas indivisibles llamaron los átomos.2. Los átomos del mismo elemento están exactamente igualmente; particularmente, tienen el mismo Massachusetts.
¡Isótopos!
Teoría atómica de John Dalton (1808)
3. Los compuestos se forman cerca el ensamblar de átomos de dos o más elementos en fijo, cocientes del número entero. e.g., 1:1, 2:1, 1:3, 2:3, 1:2: 1
Dalton
modelodel átomo
Los átomos no
son indivisible.
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 descubiertoese los “rayos catódicos” son…
… desviado por eléctrico y campos magnéticos
J.J. Thomson
… (-) partículas electrones
+ + + + + +
-- -- --
líneas del campo eléctrico“rayos
catódicos”
fosforescentepantalla
Tubo de Crooke
Guillermo Thomson (a.k.a., señor Kelvin):Puesto que el átomo era sabido para sereléctricamente neutral, él propusoel modelo del pudín de ciruelo.
Señor Kelvin
Ciruelo de Thomson modelo
del pudín
-- Cantidades iguales de (+) y (-) carga distribuida uniformemente en átomo.
-- (+) es ~2000X más masivo que (-)
(ciruelopudín)
+-
+
+
++
+
+ ++
++
-
-
-
- -
-
--
-
-
Y ahora sabemos de muchos otras partículas subatómicas:
Chadwick
** James Chadwick neutrones descubiertos en 1932.
--
-- n0 no tener ninguna cargay ser duro de detectar
propósito de n0 = estabilidad del núcleo
quarks,muons,positrones,neutrinos, piones, etc.
foto del líquido
H2 compartimiento de burbuja
Ernesto Rutherford (1909) Experimento de la hoja de oro
Viga del - partículas (+) dirigidas en la hoja de oro rodeada cerca pantalla fosforescente (de ZnS).
- fuente
plomo
bloque
ZnS
pantalla
orohoja
partícula viga
La mayoría del - 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.
(+) las partículas se concentran en el centro.
núcleo = “poca tuerca”
(-) núcleo de la órbita de las partículas.
2.
3.
-
-
-
-
-
-
N
Modelo del RutherfordModelo del pudín de ciruelo de ThomsonModelo de Dalton (también el Griego)
-
+
+
+
+
+
+
+ ++
+
+
-
-
-- -
-
--
-
-
Modelos atómicos recientesPlanck máximo (1900): Propuesto esolas cantidades de energía se cuantificansolamente 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.
e- encontradoaquí
e- nuncaencontrad
o aquí
planetario(Bohr)
modelo
N
Experimento de la biologíaPara conducir un experimento de la biología, usted necesita 100 ml
de la cola por ensayo, y de usted planear conducir 500 ensayos.
Si 1 poder contiene 355 ml de cola, y allí
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?
B. ¿Cuánto la cola costará?
cases 5.86 cans 24
case 1
mL 355can 1
mL 50,000 cases X
$31.61385 1.0775 case 1
$4.89 cases 6 $ X
6 casos
$31.61
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.
Para un elemento conisótopos A, B, etc.:
AAM = masa A (% de A) + B total (% de B) +…
(utilizar la forma decimal de los %;
e.g., uso 0.253 para 25.3%)
% de la abundancia
El Ti tiene cinco naturalmenteisótopos
de ocurrencia
El litio tiene dos isótopos.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 átomos de Li.Hallazgo AAM de Li. AAM = masa A (% de A) + B total (% de B)
AAM = 6.015 amu del amu (0.075) + 7.016
AAM = amu 6.94
(0.925)
AAM = 0.451 amu + amu 6.490
Baterías de Li
** 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
Si-28
%
abundancia
amu 27.98 92.23%
Masa
Si-29
Si-30
amu 28.98 4.67%
AAM = MA (% de A) + MB (% de B) + MC (% de C)
3.10%¿?
= 27.98 (0.9223) + 28.98 (0.0467) + X (0.031)28.086
28.086 = 25.806 + 1.353 + 0.031X
28.086 = 27.159 + 0.031X0.927 = 0.031X
0.0310.031X = MSi-30 = amu 29.90
Configuraciones del electrón
“e- ” Reglas que activan
1. Máximo de dos e- por la pista que activa (es decir, orbital).
2. Orbitarios más fáciles se llenan primero.
orbitario de s
(llano)
orbitario de p(Rolling Hills)
orbitario de d
(colinas escarpadas
)
3. e- debe ir 100X alrededor.
4. Todos los orbitarios de la dificultad igual deben tener uno
e- antes de doblar para arriba.5. e- en el mismo orbitario debe ir enfrente de maneras.
orbitario 1s(1 de éstos, 2 e-)
orbitario 2s(1 de éstos, 2 e-)
orbitario 3s(1 de éstos, 2 e-)
orbitario 4s(1 de éstos, 2 e-)
orbitarios 2p(3 de éstos, 6 e-)
orbitarios 3p(3 de éstos, 6 e-)
orbitarios 4p(3 de éstos, 6 e-)
orbitarios 3d(5 de éstos, 10 e-)
1s2 2s2 3p62p6 4s2 3d103s2 4p6…1.2 3.4 5-10 11.12 13-18 19.20 21-30 31-36
Configuraciones del electrón de la escritura:
Donde está la e-¿? (probablemente)
Como
H
Él
N
Al
Li
Ti
Xe
1s2 2s2 3p62p6 4s2 3d103s2 4p6…
1s1
1s2
1s2 2s1
1s2 2s2 2p3
1s2 2s2 3p12p6 3s2
1s2 2s2 3p62p6 4s2 3d23s2
1s2 2s2 3p62p6 4s2 3d103s2 4p3
1s2 2s2 3p62p6 4s2 3d103s2 4p6 5s2 4d10 5p6
Secciones de la tabla periódica a saber
f-bloquear
s-bloquear
d-bloquear
p-bloquear
Tres principios sobre electrones
Principio de Aufbau:
para los orbitarios de la igual-energía,
cada uno debe tener una e- antes
cualesquiera tardan un segundo Principio de exclusión de Pauli:
e- tomará bajo-energíaorbitario disponible
Regla de Hund:
dos e- en el mismo orbitariotener diversas vueltas
1s22s2
3p6
2p6
4s23d10…
3s2
Friedrich Hund
Wolfgang Pauli
O
Diagramas orbitales
… vueltas de la demostración de e- y en que el orbitario cada uno está
1s 2s 2p 3s 3p
1s 2s 2p 3s 3p
P
S
Configuración del electrón de la taquigrafía (S.E.C.)
Para escribir S.E.C. para un elemento:
1. Poner el símbolo del gas noble que precedeelemento en soportes.
2. Continuar la escritura e- config. de ese punto.
Co
En
Cl
Rb
[Ne] 3s2 3p4
[AR] 4s2 3d7
[Kr] 5s2 4d10 5p3
[Ne] 3s2 3p5
[Kr] 5s1
TENER MÁSENERGÍA
SER MÁS LEJANO
DE NÚCLEOY
La importancia de electrones
En “activar sigue” analogía,las pistas representanorbitarios:
En una e genérica- config (e.g., 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6…):
regiones de espacio donde una e- puede ser encontrado
# del nivel de energía
# de e- en esos orbitarios
coeficiente
exponente
Generalmente como nivel # aumentos de energía, e-…
IMPLICADO ADENTRO
PRODUCTO QUÍMICO
VINCULACIÓN
electrones del núcleo: electrones de la valencia:
en niveles de energía internos;
cerca de núcleo
en nivel de energía externo
Él:
Ne:
AR:
Kr:
1s2 [Él] 2s2 2p6
[Ne] 3s2 3p6
[AR] 4s2 3d10 4p6
Los átomos del gas noble tienen cáscaras COMPLETAS de la valencia. Son estables, de
poca energía, y unreactive.
(2 v.e-)
(8 v.e-)
(8 v.e-)
(8 v.e-)
regla del octeto: la tendencia para los átomos “quiere” 8
e- enla cáscara de la valencia
Otros átomos “quieren” ser como los átomos del gas noble.
-- 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 e-
** Dan lejos o adquieren e-.
robar 1 e-
9 p+, 10 e-
El átomo de F algoser F1 ion.
F1
átomo de la clorina, Cl
17 p+, 17 e-
robar 1 e-
17 p+, 18 e-
El átomo del Cl algoser Cl1 ion.
Cl1
Cómo estar como¿un gas noble…?
átomo del litio, Li
3 p+, 3 e-
perder 1 e-
3 p+, 2 e-
El átomo de Li algoser Li1+ ion.
Li1+
átomo del sodio, Na
11 p+, 11 e-
perder 1 e-
11 p+, 10 e-
El átomo del Na algoser Na1+ ion.
Na1+
Cómo estar como¿un gas noble…?
1+
Saber las cargas en estas columnas de la tabla:
Grupo 1: Grupo 2:Grupo 13:Grupo 15:Grupo 16:Grupo 17:Grupo 18:
2+3+3210
1+2+ 3+ 3 2 1
0
Nombramiento de los iones
e.g., Ca2+
Cs1+
Al3+
El nombre de elemento del uso de los cationes y entonces dice el “ion”
e.g., S2
P3
N3
O2
Cl1
Conclusión del cambio de los aniones del nombre de elemento al “ide”y entonces decir el “ion”
ion del calcio
ion del cesio
ion de aluminio
ion del sulfuro
ion del fosfuro
ion del nitruro
ion del óxido
ion del cloruro
ENERGÍA(CALOR, LUZ,ELÉCTRICOS,
ETC.)
Luz
Cuando toda la e- estar en el estado de energía posible más bajo,
un átomo está en el __________.estado de tierrae.g., Él: 1s2
Si la cantidad “correcta” de energía es absorbida por una e-, puede“saltar” a un nivel de una energía más alta. Éste es un inestable,la condición momentánea llamó el __________. estado
emocionadoe.g., él: 1s1 2s1
Cuando e- caídas de nuevo a una bajo-energía, más estableorbitario (puede ser que sea el orbitario que comenzó adentro, solamente élla fuerza no), átomo lanza la cantidad “correcta” deenergía como luz.
LUZ EMITIDACualquier-viejo-valor de la energía a serse absorbe o lanzadoNO AUTORIZACIÓN. Esto explicalas líneas de color enespectro de emisión.
Espectro de emisión para un átomo de hidrógeno
Serie de Lyman:
Serie de Balmer:
Serie de Paschen:
e- cae al 1r nivel de energía
e- cae al 2do nivel de energía
e- cae al 3ro nivel de energía
espectro de emisión típico
Descarga de H
tubo, con energía fuente y
espectroscopio
1ST E.L.
2ND E.L.
3RD E.L.
4TH E.L.5TH E.L.6TH E.L.
Lyman(ULTRAVIOLETA)
Paschen(IR)
Balmer(visible)
~ ~ ~~ ~ ~