Química: Estructura atómica Organización de la tabla periódica moderna La tabla periódica es organizada por las características. El átomo hoy




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fecha de publicación03.02.2016
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Química: Estructura atómica



Organización de la tabla periódica moderna

La tabla periódica es organizada por las características.   


El átomo hoy

átomo =  

Todos los átomos del mismo elemento son esencialmente (pero no exactamente) iguales.
núcleo =  

unidad total atómica =  

Partes del átomo

Partícula

Masa

Carga eléctrica

Localización dentro del átomo






































Partículas del átomo

partículas subatómicas =  
                        La identidad de un átomo es determinada por cuánto tiene el ______ él. 

                                    número atómico =  
               Los neutrones (James Chadwick, 1932) agregan la masa al átomo.

                                    ¿Por qué duró tan para descubrir el neutrón?  



número total =  

               nucleones =  
               Los electrones son tan minúsculos que decimos que tienen masa del __, pero tienen una carga eléctrica igual en magnitud pero frente a la del __________________.

            Problema de muestra 1: Para un átomo con 15 protones, 16 neutrones, y 18 electrones…

                        A) ¿Cuál es la carga neta del átomo?  

                        B) ¿Cuál es el número atómico del átomo? ¿Cuál es el número total?  

                        C) ¿Esto es un átomo de qué elemento?  

            Problema de muestra 2: Para un átomo con 28 protones, 31 neutrones, y 26 electrones…

                        A) ¿Cuál es la carga neta del átomo?  

                        B) ¿Cuál es el número atómico del átomo? ¿Cuál es el número total?  

                        C) ¿Esto es un átomo de qué elemento?  

       quarks = partículas más pequeñas que componen los protones, los neutrones, y los electrones


El desarrollo histórico del modelo atómico

Teoría continua de la materia = la idea que toda la materia se pueda dividir en un _____________________ más pequeño y más pequeño de los pedazos.

La teoría discontinua (de la partícula) de la materia = (~400 A.C., Democritus, Leucippus) materia se compone de las partículas tan pequeñas e indestructibles que no pueden ser divididos en cualquier cosa más pequeño. El “átomo” viene de los atomos griegos de la palabra, significando el ______________.

ley de la conservación de la masa (1770's, Antonio Lavoisier): proporcionó la primera evidencia experimental eso…   

la ley de las proporciones definidas (José Proust, 1799) la proporción por la masa de los elementos en un compuesto puro es siempre igual  

       Ejemplos: todas las muestras del agua (H2O) contienen un cociente del oxígeno de 8 g a 1 hidrógeno de g

                                         todas las muestras de sulfuro del hierro (FeS) contienen un cociente del hierro de 7 g al sulfuro de 4 g

                                                ¿Cómo esto compara a una mezcla física de hierro y de sulfuro?



ley de proporciones múltiples = cuando un par de elementos puede formar 2 o más compuestos, las masas de un elemento que combinan con una masa fija de la otra forma del elemento simple, cocientes del número entero   

                                    Ejemplo A: 2 compuestos de hidrógeno y oxígeno, H2O y H2O2

                                                ed À H2O  

                                                À H2O2  

                                    ¿Cómo este ejemplo demuestra la existencia de átomos?

                                    Ejemplo B: El sulfuro y el oxígeno pueden formar 2 compuestos. 

                                                Las muestras del dióxido de sulfuro demuestran un cociente de 2 g S a 2 g O.

                                                Las muestras del trióxido de sulfuro demuestran un cociente de 2 g S a 3 g O.

¿Para estos dos compuestos del sulfuro y del oxígeno, cuál es el pequeño cociente del número entero descrito por la ley de proporciones múltiples?

            Teoría atómica de Dalton (John Dalton, 1803)   
1. Todos los elementos se hacen de los átomos, que son _______________________________________. 

2. Todos los átomos del mismo elemento son exactamente semejantes - tienen el mismo Massachusetts. 

3. Los átomos de diversos elementos son diferentes - tienen diversas masas.

4. Los compuestos son formados por ensamblar de los átomos de 2 o más elementos. En compuesto, los átomos de los diversos elementos se ensamblan en un cociente definido, del número entero, tal como 1:1, 2:1, o 3: 2.

Las ideas de Dalton son hoy todavía útil, pero las modificaciones a su teoría se han hecho… 



Guillermo Crookes (1870's): Físico inglés


Unknowingly, Crookes había descubierto el ____________. Los tubos de Crookes ahora se llaman

el ____________________________ y se utiliza como __________________________________. 
J.J. Thomson (1897): Científico inglés  
                                    ¿Qué conclusión Thomson extrajo de sus observaciones?  


modelo del pudín de ciruelo              
Usando un espectrómetro total, Thomson podía calcular la carga al cociente total (e/m), de un electrón.          

Roberto Millikan determinó la carga en un electrón en su experimento de gota de aceite.

Ernesto Rutherford (1906):   

Experimento de la hoja de oro



¿Qué conclusiones el Rutherford extrajo de esta evidencia?

                                    1.   
                                    2.   
La región central minúscula del átomo fue llamada el núcleo, que es latino para el “_ del _____.” Además, el Rutherford sugirió que el recorrido del __________ alrededor del ___________

Niels Bohr (1913): Físico danés. Propuesto que los electrones puedan poseer solamente cantidades determinadas de energía, llamado quanta. ¿Qué hace este medio en términos de localización de electrones? 

                 Modelo de Bohr =  


Niveles de energía de electrón en el modelo de Bohr

     niveles de energía = las órbitas posibles del electrón de un átomo

     el estado de tierra = existe cuando un átomo es enérgio establo

se mueve el estado emocionado = existe cuando los electrones absorben energía,

a niveles más altos, y al átomo hacer enérgio inestable

                        ¿Cómo un átomo emite la luz?

Modelo de la Cargar-Nube, o modelo mecánico de Quantum         

Mecánicos de Quantum = la idea que la energía esté cuantificada =  
¿En un átomo, dónde son los electrones, según el quántum modelo mecánico?




Resumen del modelo atómico

            El modelo atómico ha cambiado en un cierto plazo, y continúa cambiando mientras que aprendemos más.


La naturaleza de la luz

Partícula contra las ondas, 1600's

Sir Issac Newton, físico inglés, y el concepto de la partícula de la luz

Huygens cristiano, físico holandés, y el concepto de la onda de luz

Maxwell del vendedor de James, físico escocés, (1864) luces como fenómeno de la onda

Planck máximo, físico alemán, restableció la teoría de la partícula

quanta = paquetes discretos de energía que componen la luz (también llamada el ________________)

La cantidad de energía en luz depende del ________________ de la luz. 
Luz como ondas: ¿Cuál es una onda?


longitud de onda = la distancia entre dos picos o canales vecinos

frecuencia = el número de picos que pasan un punto dado cada segundo

Hertz = unidad usada para expresar frecuencia en ciclos por segundo
La emisión y la absorción de la radiación
Estudiar la luz absorbente y emitida por un átomo permite que entendamos ese átomo.


radiación electromágnetica = la gama entera de “luz”, de…
frecuencias muy bajas (energía baja) mismo a los de alta frecuencia (alta energía)       
                                                                                                                                    VISIBLE

                                                                                                               R O Y G B I V    
longitud de onda del cortocircuito de la longitud de onda larga

de alta frecuencia de baja frecuencia
espectro electromágnetico =  

espectro continuo = venda de colores que resulta cuando un haz de luz estrecho pasa a través de una prisma
La línea espectro brillante de los elementos es un sistema único de las líneas para cada elemento.   

La velocidad de la luz y la energía de la luz

Relación entre la longitud de onda, la frecuencia, y la velocidad de la luz: c = f

     donde c = la velocidad de la luz                

La energía de la luz es dada por la fórmula E = h f

Constante de Planck, h = el constante de la proporcionalidad entre la energía y la frecuencia de la radiación              
Problema A: Encontrar la frecuencia de un quántum de luz (un fotón) con una longitud de onda de 6.0 x 10-7 metros.

Problema B: Encontrar la energía de un fotón de la radiación con una frecuencia de 5.0 x 1014 hertzios.


Una mirada más atenta en los electrones: ¿Dónde están en el átomo?

       Los electrones están situados dentro de los niveles de energía, que se extienden de ____. El más alto el nivel de energía el electrón está en…
1.   
2.   



los subniveles = dentro de cada nivel de energía, éstos diferencian de uno a por diferencias leves en energía

orbitario = “trayectorias” en cada subnivel en el cual un electrón puede viajar.

Cada orbitario puede llevar a cabo un máximo de los electrones del __.

  • En cada subnivel de s, hay el orbitario del __, que sostiene un total de electrones del _

  • En cada subnivel de p, hay los orbitarios del __, que sostienen un total de electrones del _

  • En cada subnivel de d, hay los orbitarios del __, que sostienen un total de electrones del _

  • En cada subnivel de f, hay los orbitarios del __, que sostienen un total de electrones del _



¿Qué orden los orbitarios completan para arriba?  

    1s2  2s2  2p6  3s2  3p6  4s2  3d10  4p6  5s2  4d10  5p6  6s2  4f14  5d10  6p6  7s2  5f14  6d10                   

            Escritura de la configuración del electrón para un átomo

                        La pregunta es: ¿Dónde están los electrones en el átomo?

                        El formato para cada término en la configuración del electrón es, por ejemplo: 1 s 2

                                    1 = el nivel de energía s = el subnivel, u orbitario 2 = el número de electrones en ese subnivel
Ejemplos: Escribir las configuraciones del electrón para los elementos siguientes. 
       clorina del carbón (c) (Cl)

potasio (Li) del litio (k)

hierro del sodio (Na) (Fe)

Usar la notación de la taquigrafía para la configuración del electrón

Poner el gas noble que precede el elemento en soportes, después continuar llenando el resto de los orbitarios en orden, como de costumbre. 

Ejemplos: potasio del sodio (Na) (k)
                      hierro (Cl) de la clorina (Fe)


            La significación de las configuraciones del electrón

                        cáscara de la valencia =  
electrones de la valencia =  

                        ¿Cuál es el número máximo de electrones de la valencia un átomo puede tener? ____

                        ¿Cómo cada uno de los gases nobles diferencia de otros átomos?



                        ¿Cómo los gases nobles se comportan, y por qué?  


Isótopos

       No todos los átomos de un elemento son exactamente iguales por todos conceptos. 

¿Cómo son todos los átomos de un elemento semejantes?

¿Qué podía ser diversos cerca de 2 o más átomos del mismo elemento? 

            isótopos =  



Ejemplo 1: ¿Todos los átomos de carbón tienen cuántos protones?   

                                    La mayoría de los átomos de carbón tienen 6 neutrones. ¿Cuál es su número total?  

                                    Algunos átomos de carbón tienen 8 neutrones. ¿Cuál es su número total?                                  



Ejemplo 2: El hidrógeno tiene 3 isótopos, protium (H-1), deuterio (H-2), tritio (H-3). 
                        Cuántos protones, neutrones, y          

                        los electrones están en un átomo neutral de           

                        ¿cada uno de los isótopos del hidrógeno?          

Ejemplo 3: ¿Cuántos neutrones están en un átomo Ag-109?   
la notación del isótopo = señalaba un isótopo particular de un elemento



Notación del isótopo

Protones

Neutrones

Electrones

238

       U

92










23

        Na

11










235

       U

92












Masa atómica media

       Puesto que todos los átomos de un elemento no tienen la misma masa, es útil encontrar la masa media de los átomos de un elemento. ¿Es decir, si recogiéramos una muestra escogida al azar de una gran cantidad de átomos de ese elemento, cuáles la masa media de esos átomos sería?

masa atómica media (“masa atómica ") =  

               La masa atómica media considera qué porcentaje de cada isótopo tiene un Massachusetts particular. 

                      Para un elemento con los isótopos “A”, “B”, etc., la masa atómica media se puede encontrar el usar de la ecuación…    

% de la abundancia = dice qué porcentaje de los átomos del elemento está de cada isótopo

Ejemplo 1: Terminar la tabla siguiente, si se asume que un “pequeño átomo” tiene una masa del amu 12 y que un “átomo grande” tiene una masa del amu 14.   


 Número de “pequeños átomos”

Número de “átomos grandes”

% de la abundancia de “pequeños átomos”

% de la abundancia de “átomos grandes”

Masa atómica media (amu)










































































































Ejemplo 2: El boro tiene 2 isótopos, B-10 y B-11. El % de la abundancia de B-10 es 19.78%. ¿Cuál es la masa atómica media del boro?


            ¿Cómo sabemos la abundancia del porcentaje para cada isótopo de cada elemento?




Números desiguales de protones y de electrones: Iones

¿En términos de electrones en niveles de energía, cuál es especial sobre los gases nobles?

¿Cómo el estado de energía total de gases nobles es afectado por esto? 

Consecuentemente, cada átomo “quiere” estar como como un gas noble como sea posible. 

¿Por qué no puede cada átomo ser un gas noble?  

¿Cómo podía un elemento ser similar a un gas noble?    

Considerar el flúor del elemento, F. Un átomo neutral del flúor contiene los protones del _ y los electrones del _. En orden tener un nivel de energía externo completo (ser como un gas noble, tener energía baja y alta estabilidad), F tiene 2 opciones…                       

                                  OPCIÓN 2 DE LA OPCIÓN 1
ion =  

catión = anión =  

Mnemónicas para                                  

el recordar                           

cationes y aniones
¿Cómo un átomo se convierte en un anión?  

¿Cómo un átomo se convierte en un catión?  

Una vez más un átomo NO PUEDE formar un ion ganando o perdiendo los protones. 
Ejercicio: Terminar la tabla siguiente. 

Elemento

¿Tiene? Protones

¿Comienzo con? Electrones

¿Quiere? Electrones

¿Los aumentos o pierden? Electrones

¿Ahora tiene? Electrones

Carga en el átomo

Símbolo del ion

Li






















Na






















Magnesio






















Ca






















Cl






















Br






















O
























Nombramiento de los iones

            En el nombramiento de un catión, utilizamos la forma: “nombre del elemento” y del “ion”

                        Nombrar los cationes en la tabla antedicha.  



En el nombramiento de un anión, utilizamos la forma: “raíz del nombre de elemento + - ide” y “ion”

                        Nombrar los aniones en la tabla antedicha.  



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