Modelos atómicosModelos atómicos

Profesor: Nibaldo Pastén Rivera

J.J. ThomsomJ.J. ThomsomA partir de la comprobación de la naturaleza eléctrica de la materia.A partir de la comprobación de la naturaleza eléctrica de la materia.Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.La materia es neutra.La materia es neutra.

Llama a los rayos catódicos electrones.Llama a los rayos catódicos electrones.Determina la relación carga masa: Determina la relación carga masa: -1.76 -1.76 10 108 8 Coulomb/g.Coulomb/g. Elabora el primer modelo del átomo llamado el budín de Elabora el primer modelo del átomo llamado el budín de pasas.pasas.

Modelo atómico de Thomson 1897.

Carga positivaDispersa en la esfera (protón)

Electrón Carga negativa

Rayos β

Rayos γ

Rayos α

Experimentos realizados por Rutherford 1911

Modelo atómico de Rutherford 1911Modelo atómico de Rutherford 1911

Deficiencias del modelo de Rutherford.Deficiencias del modelo de Rutherford. No concuerda con la física clásica, leyes de No concuerda con la física clásica, leyes de

electromagnetismo.electromagnetismo. No es aplicable para átomos poliectrónicos.No es aplicable para átomos poliectrónicos. No explica los espectros de pocas líneas de No explica los espectros de pocas líneas de

emisión.emisión.

PreguntasPreguntas

E

BA) El positrónB) El protónC) El electrónD) La nube electrónicaE) El neutrón

Modelo atómico de Bohr 1913Modelo atómico de Bohr 1913

La Luz y el electrónLa Luz y el electrón Espectro electromagnético.Espectro electromagnético. Espectros de emisión y absorción.Espectros de emisión y absorción. Sustancias fosforescentes.Sustancias fosforescentes.

Los electrones pueden girar en Los electrones pueden girar en órbitas determinadas sin perder órbitas determinadas sin perder energía.energía.En estos niveles permitidos o En estos niveles permitidos o definidos de energía los definidos de energía los electrones no absorben ni emiten electrones no absorben ni emiten energía; por ello se los denomina energía; por ello se los denomina “niveles estacionarios”.“niveles estacionarios”.

Cuando el átomo absorbe Cuando el átomo absorbe energía (cuanto) salta hasta un energía (cuanto) salta hasta un nivel más externo. Si el electrón nivel más externo. Si el electrón regresa a un nivel interno emite regresa a un nivel interno emite energía.energía.

Espectro de absorción en el átomo de Bohr.Espectro de absorción en el átomo de Bohr.

nnn

n

n = 6n = 5n = 4

n =3

n = 2

n = 1

Ene

rgía

PreguntaPregunta

C

Disposición de los electrones Disposición de los electrones según Bohrsegún Bohr

El numero de electrones que hay en un órbital “ 2nEl numero de electrones que hay en un órbital “ 2n22 “, pero después del “, pero después del cuarto nivel ya no se cumple la regla ni tampoco con los polielectrónicos. cuarto nivel ya no se cumple la regla ni tampoco con los polielectrónicos. Nivel n = 1 Nivel n = 1 →→ 2 (1 ) 2 (1 )2 2 = 2= 2Nivel n = 2 Nivel n = 2 →→ 2 ( 2 ) 2 ( 2 )2 2 = 8= 8Nivel n = 3 Nivel n = 3 →→ 2 ( 3 ) 2 ( 3 )22 = 18 = 18Nivel n = 4 Nivel n = 4 →→ 2 ( 4 ) 2 ( 4 )22 = 32 = 32

N M L K

No se puede explicar con el modelo de No se puede explicar con el modelo de Bohr por lo tanto es imposible que los Bohr por lo tanto es imposible que los electrones giren en órbitas definidas.electrones giren en órbitas definidas.

Principio de incertidumbre de Heisenberg (1927).Principio de incertidumbre de Heisenberg (1927).Probabilidad de Schrödinger.Probabilidad de Schrödinger.Números cuánticosNúmeros cuánticos

Sugirió que debería existir cierta simetría entre el Sugirió que debería existir cierta simetría entre el comportamiento de la luz y el de la materia corpuscular. comportamiento de la luz y el de la materia corpuscular. Propuso que los electrones, deberían tener Propuso que los electrones, deberían tener comportamiento dual, es decir de onda - partícula. Por lo comportamiento dual, es decir de onda - partícula. Por lo tanto cualquier partícula que tiene masa con cierta tanto cualquier partícula que tiene masa con cierta velocidad debe comportarse también como onda.velocidad debe comportarse también como onda.

λ = h υ

Mostró la imposibilidad teórica de determinar la trayectoria exacta Mostró la imposibilidad teórica de determinar la trayectoria exacta de un electrón si al mismo tiempo quiere medirse con exactitud su de un electrón si al mismo tiempo quiere medirse con exactitud su energía y su velocidad. Cuando mayor es el grado de localización energía y su velocidad. Cuando mayor es el grado de localización espacial de un electrón, mayor es la incertidumbre acerca de cual espacial de un electrón, mayor es la incertidumbre acerca de cual es su velocidad, y viceversa. Este es cualitativamente el enunciado es su velocidad, y viceversa. Este es cualitativamente el enunciado del principio que lleva su nombre.del principio que lleva su nombre.

No se puede determinar la posición y la velocidad No se puede determinar la posición y la velocidad simultáneamente.simultáneamente.

PreguntasPreguntas

B

PreguntaPregunta

C

PreguntaPregunta

E

r

ψ

Densidad electrónica orbital 1s.

Análisis tridimensional del orbital1s

Número cuántico principal, n.

Nivel energético n = 1Nivel energético n = 1

Nivel energético n = 2Nivel energético n = 2

Orbitales s del Orbitales s del elemento berilio, elemento berilio, (1s(1s22,2s,2s22))

Número cuántico secundario o azimutal, l. Forma de los orbítales s o 0.

Orbital, s.Orbital, s.

2s

Orbital pxOrbitales py Orbital pz

Número cuántico secundario o azimutal, l. Forma de los orbítales p o 1.Forma de los orbítales p o 1.

Número cuántico secundario o azimutal, l. Forma de los orbítales d o 2.Forma de los orbítales d o 2.

Número cuántico secundario o azimutal, l. Forma de los orbítales f o 3.Forma de los orbítales f o 3.

z

x

y

2px2pz2py

ml = -1 ml = 0 ml = +1

z

x

y

z

x

y

PreguntaPregunta1.- Indique el número cuántico principal y secundario para el

último electrón de la siguiente configuración electrónica 1s22s2.

A) n = 2, l = 1B) n = 1, l = 2C) n = 2, l = 2D) n = 2, l = 0E) n = 1, l = 0

PreguntaPregunta

E

Modelo rotatorio del electrón: los electrones tienen spines opuestos.

+ 1/2 - 1/2

Principio de construcción (Aufbau).Principio de la mínima energía. Los electrones se ubican primero en los orbitales de más

baja energía, los orbitales de alta energía solo se ocupan cuando no hay más espacio en los orbitales de mas baja energía.

Principio de exclusión de Pauli. Un determinado orbital puede ser ocupado por un máximo de dos electrones y necesariamente deben tener spines diferentes.

Principio de máxima multiplicidad de Hund. En los orbitales de la misma energía los electrones entran de a uno en cada orbital con el mismo spín. Cuando se alcanza el semi llenado, recién comienza el apareamiento con spines opuestos.

PreguntasPreguntas

¿Cuántos electrones de valencia posee el ¿Cuántos electrones de valencia posee el átomo de nitrógeno?átomo de nitrógeno?

¿Por qué es considerado un átomo ¿Por qué es considerado un átomo paramagnético?paramagnético?

Estructura de los átomos

Profesor Nibaldo Pastén Rivera 36

PreguntaPregunta

C

PreguntaPregunta

E

Pregunta Pregunta

B

PreguntaPregunta

D

PreguntaPregunta

D

PreguntaPregunta

D

Configuración electrónica Configuración electrónica abreviadaabreviada

Cuando el número atómico Z de los átomos es elevado, Cuando el número atómico Z de los átomos es elevado, su configuración electrónica (c.e.) es extensa. Para su configuración electrónica (c.e.) es extensa. Para evitar hacer toda la c.e., tomaremos por sabida la c.e. evitar hacer toda la c.e., tomaremos por sabida la c.e. del gas noble inmediatamente anterior.del gas noble inmediatamente anterior.

03/05/23 43

Series isoelectrónicasSeries isoelectrónicasEntenderemos por tal aquellas configuraciones que presenten la mismaEntenderemos por tal aquellas configuraciones que presenten la mismacantidad de electrones.cantidad de electrones.

Ejemplo:Ejemplo:Una serie isoelectrónica estará constituída por; Ne, NaUna serie isoelectrónica estará constituída por; Ne, Na++,Mg,Mg+2+2, Al, Al+3.+3.

Ejercicios: Ejercicios: Escriba una serie isolectrónica para; AlEscriba una serie isolectrónica para; Al+3+3, Ca, Ca+2+2, Br, Br--..

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PreguntaPregunta

B

PreguntaPregunta

A