DISPOSICION DE LOS ELECTRONES EN LOS ATOMOS
EN 1913, Niels Bohr descubrió la manera en
que estaban relacionadas las maravillosas estructuras de rayas del espectro
obtenidas mediante el espectroscopio con la estructura electrónica de los átomos.
LOS ESPECTROS
ATOMICOS
-
Espectros de emisión: cuando un elemento absorbe
energía suficiente, de una llama o de un arco eléctrico. Los espectros de
emisión son de dos tipos: continuos y descontinuos (consiste en una estructura
de rayas brillantes sobre un fondo oscuro).
Aunque todo elemento puede calentarse hasta
que se vuelva incandescente, algunos elementos (o sus compuestos) necesitan tan
solo ser calentados en un mechero Bunsen para que emitan una luz de un cierto
calor característico.
Cuando se mira una llama a través del ocular
y se gira el prisma lentamente se pueden determinar los colores componentes del
espectro de una llama o de un arco. Este espectro consiste en un conjunto de
rayas brillantes sobre un fondo oscuro que se denomina espectro de emisión de
rayas brillantes.
Un astrónomo francés llamado Pierre Janssen
descubrió algunas ideas no identificadas en el espectro de la corona solar, por
lo que uno de sus contemporáneos ingleses, J. N. Lockyer, sugirió que estas
líneas podían pertenecer a algún elemento existente en el sol que no había sido
hallado en la Tierra. El elemento
desconocido fue denominado helium a partir de la palabra griega helios (sol).
- Los espectros d y las energías de los electrones:
los electrones que rodean el núcleo se encuentran en condiciones normales
ocupando posiciones de energía relativamente bajas; estas posiciones se
denominan estados normales.
Los electrones se encuentran dispuestos
alrededor del núcleo según ciertos niveles energéticos normales perfectamente
definidos E1, y que al ser excitados
marchan a ciertos niveles de excitación definidos E2.
- Electros de Absorción:
para altas temperaturas la mayoría de los solidos se ponen al < blanco
deslumbrante> y emiten radiación de todas las longitudes de onda visibles.
Esta radiación da un espectro de emisión
continuo porque no se produce ningún tipo de ausencia de color (espacios
negros) al hacer pasar la luz a través del prisma de un espectroscopio.
Al atravesar una radiación electromagnética
continua- como la luz blanca- una sustancia, quedan absorbidas generalmente
ciertas longitudes de onda de la radiación. Estas longitudes de onda son
características de la sustancia que absorbe la radiación y la estructura de
estas rayas de denomina espectro de absorción.
ENERGÍA
DE IONIZACIÓN DE LOS ÁTOMOS
La energía del rayo catódico, medida en electrón-
voltios1 ( es la energía que adquiere una partícula con una sola carga cuando
se mueve a través de una diferencia de potencial de un voltio), necesaria para
desprender de un átomo el electrón menos atraído por el núcleo es llamada
energía de primera ionización del elemento:
Átomo
+ Energía ion + electrón
PERIODICIDAD
DE LAS PROPIEDADES
El hecho de que los
elementos que poseen propiedades parecidas aparezcan según determinados
intervalos en la clasificación periódica, es una de las mas importantes
indicaciones de la existencia de diversos niveles de energía en los átomos.
- La tabla periódica en forma larga:
desde los tiempos de Mendeleiev se ha venido proponiendo diversas disposiciones
de los elementos, según pirámides y modelos tridimensionales de diversas
formas.
La forma larga de la
tabla periódica acentúa de una manera algo mas clara qe la tabla de Mendeleiev
aquellos cambios en las propiedades que dependen del numero atómico.
Existen 16 divisiones
verticales en grupos o familias puesto que las familias A y B de los grupos I
al VIII se encuentran por separado.
Existen 7 filas
horizontales o periodos, acabando cada uno de los 6 primeros periodos en un gas
noble.
2.- el numero atómico
3.- el peso atómico y
4.- el numero de
electrones que posee cada uno de los noveles energéticos del átomo.
A partir del estudio
de los espectros atómicos de las energías de ionización y de la tabla
periódica, los físicos han llegado a la conclusión de que los electrones en los
átomos no excitados se encuentran dispuestos entre uno y siete niveles
principales de energía.
SUBNIVELES
ENERGÉTICOS
Dentro de cada nivel
de energía deben existir subniveles energéticos que expliquen la gran cantidad
de longitudes d onda de la energía radiante emitida por los átomos excitados.
Los subniveles fueron
recibiendo nombres a medida que cada nueva serie de líneas del espectro iba siendo
descubierta: Sharp, principal, diffuse y fundamental. Lo que hoy en día
conocemos como s, p d y f .
El número de
subniveles que posee un nivel de energía principal es igual al numero de ese
nivel.
MECÁNICA
ONDULATORIA Y ORBITALES
Los electrones de los
átomos poseen diversas energías y que estas energías pueden corresponder a
niveles principales y a diversos subniveles.
De acuerdo con el
principio de incertidumbre de Heisenberg no es posible medir exactamente la
posición y la velocidad de un electrón a la vez. Un electrón es una partícula
tan sumamente pequeña que sufriría una perturbación o será desviado de su
movimiento al tratar de examinarlo empleando la luz o los rayos X.
Erwin Schrodinger en
el año 1926 calculo la probabilidad de encontrar el electrón en la región del
espacio que rodea el núcleo. Su procedimiento matemático permite describir las
regiones del espacio entorno al núcleo en las cuales existe una mayor
probabilidad de hallar el electrón. Estas regiones del espacio se denominan
orbitales.
Un electrón puede
encontrarse en cualquier punto del interior de un orbital en un cierto tiempo
dado, aunque presenta tendencia a ocupar ciertas regiones de su orbital durante
mas tiempo que las demás zonas.
Cada orbital puede
ser ocupado por mas de dos electrones, aunque exista un solo electrón en un
orbital, este electrón actúa como si ocupase toda la región disponible al
orbital. Así puede pensarse que constituye una nube electrónica con la
probabilidad elevada de ocupar cierta región de espacio alrededor de su núcleo.
El primer nivel
energético (el nivel K o el nivel 1) posee tan solo un orbital, este nivel
principal no puede contener mas de dos electrones.
Los orbitales de los
subniveles poseen formas esféricas y se denominan orbitales.
El segundo nivel
principal de energía que contiene un máximo de 8 electrones esta formado por 4
orbitales, uno de estos es un orbital s.
Los otros 3 orbitales
se denominan orbitales p.
El tercer nivel
principal de energía que posee como máximo 18 electrones contiene tres
subniveles con 9 orbitales: un orbital s, tres orbitales p y cinco orbitales d.
El cuarto nivel de
energía compuesto por cuatro subniveles contiene 16 orbitales: uno s, tres p,
cinco d y siete orbitales f. los orbitales d y f poseen formas mas complicadas
que las de los orbitales s y p.
- forma de
completarse los orbitales: los dos primeros niveles principales de energía se
encuentran separados por una diferencia de energía bastante grande.
Los subniveles pueden
agruparse según el orden de energía crecientes de la manera siguiente; 1s, 2s,
2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p.
Dos principios rigen
el orden en que los subniveles y orbitales de los distintos niveles de energía
se van llenando.
1.- el orden en que los
subniveles se llenan generalmente sigue la escala de energías empezando en el
subnivel mas bajo de la escala y subiendo progresivamente.
2.- dentro de cada
subnivel, cada orbital es ocupado por un solo electrón antes que ningún orbital
adquiera dos electrones.
Numero de electrones en un subnivel dado
Numero
del nivel principal 2p3
Letra del subnivel
- Tabla periódica y la manera de llenarse los
orbitales: una de las principales características que
deben observarse es que con el primer elemento de cada periodo del grupo IA, se
empiezan a llenar un nuevo nivel principal mediante la adición de un electrón a
un subnivel s.
Una segunda
característica es que cada periodo contiene el numero de elementos
correspondientes a la ocupación completa de ciertos tipos de subniveles: el
periodo 1 que posee solo un subnivel s contiene solo 2 subniveles cada uno: los
periodos 2y 3 que poseen subniveles s y p contienen 8 elementos cada uno: los
periodos 4 y 5 con subniveles s. p y d contienen 18 elementos cada uno: el
periodo 6 con subniveles s. p. d y f contienen 32 elementos.
- orbitales y
energías de ionización: al completarse los subniveles p, la energía de
ionización resulta ser especialmente alta (elementos de la familia VIIIA),
cuando se completan los subniveles s y d (elementos de la familia IIB) se
originan loa picos del grafico de la energía de ionización.
NOTA: lo que yo hice fue un subrayado, es la capacidad de observación, organización y búsqueda de comprensión de síntesis y de auto control.
No hay comentarios:
Publicar un comentario