Capítulo 6 Estructura electrónica de átomos
6. Estructura electrónica de los átomos
Define
estructura electrónica
Radiación electromagnética
Radiación ionizante
6.1 La naturaleza ondulatoria de la luz
Describe la naturaleza de la radiación electromagnética.
¿ A qué velocidad (c) viaja la luz en el vacío?
define longitud de onda ("wavelengh") ( l )
Define frecuencia ( v )
El molibdeno absorbe radiación con la frecuencia mínima ( v ) de 1.09 x 10 15 s-1. Calcula la longitud de onda (l) que corresponde a esta frecuencia.
Define espectro electromagnético. ¿Qué longitudes de onda corresponden a los visible en el espectro electromagnético? ¿Cuál tiene un mayor frecuencia los rayos X. o las ondas de radio? Cuál tiene una mayor longitud de onda los rayos gama o las microondas?
6.2 Energía cuantizada y fotones
¿Quién fue Max Plank?
Define cuanto ("quantum") de energía
¿Cuál es el valor de h, la constante de Plank?
Si E=hv, ¿cuál es la energía de un fotón cuya frecuencia es 5.11 x 10 11 s-1?
cuantización de la energía: Explica si la energía se emite de forma continua o en paquetes (cuantos)
Define fotón
el efecto fotoeléctrico
Explica brevemente que es el efecto fotoeléctrico. ¿Cómo explicó a Einstein en 1905 este fenómeno?
6. 3 El modelo del átomo de hidrógeno de Bohr
espectros de línea
Define espectro, espectro continuo y espectro discontinuo.
¿Cuántas líneas tiene el espectro de hidrógeno? ¿Cómo se explica la presencia de estas líneas?
El modelo de Bohr
Describe brevemente el modelo atómico de hidrógeno de Bohr. Explica como en este modelo un átomo absorbe energía explica como en este modelo un átomo emite energía.
Define número cuántico principal.
Explica brevemente que es la constante de Rydberg.
6.4 El comportamiento ondulatorio de la materia
¿Quién fue Louis de Broglie?
Explique: Louis de Broglie afirmó que la todas las partículas subatómicas, , bajo condiciones adecuadas, se comportarían como una onda, o sea predijo el comportamiento dual de la materia. ¿Estaba en lo cierto? Explica brevemente.
El principio de incertidumbre
¿Explique quién fue W. Heisenberg? Explique brevemente el principio de incertidumbre de Heisenberg.
Exprésalo matemáticamente.
6.5 Mecánica cuántica y orbitales atómicos.
¿Quién fue E. Schrödinger?
La información de electrón en el átomo está contenida de una función matemática llamada la ecuación de Schrödinger, las soluciones de esta ecuación (otras funciones matemáticas) se llama funciones de onda (y)
Defina función de onda (y),
¿Qué información del electrón se obtiene del cuadrado de la función de onda? (y2)?
El principio de certidumbre de Heisenberg implica que la información obtenida de la función de onda es información estadística o de probabilidades, ¿Es esto cierto falso?. Explique.
Orbitales y números cuánticos
defina orbitales atómicos
defina número cuántico
Describa brevemente los cuatro números cuánticos y sus valores numéricos posibles. ¿Qué información dan sobre el electrón?
el número cuántico principal, n
del número cuántico azimutal, l
el número cuántico magnético, ml
el número cuantico del Espín, ms
Define capa (“shell”) o nivel electrónico, define subcapa o subnivel electrónico
¿Qué número cuántico denota las capas electrónicas? ¿Qué número cuántico denota las subcapas? Ejemplo, subcapa 3d.
Dibuja los orbitales s y los orbitales p. ¿Cuántos electrones caben en cada orbital?
¿Cuántos subniveles y electrones caben en un nivel o capa? Llena la siguiente tabla.
NIVEL
1
2
3
4
SUBNIVELES
MÁXIMO # DE ELECTRONES
¿Cuántos orbitales y electrones caben en una subcapa o subnivel? Llena la siguiente tabla.
SUBNIVEL
S
P
D
F
# de ORBITALES
MÁXIMO # DE ELECTRONES
6.7 Orbitales en átomos de muchos electrones
Define orbitales degenerados.
Espín del electrón y principio exclusión de Pauli
Define el número cuántico del Espín del electrón, ms
Define el principio exclusión de Pauli.
¿Cuántos electrones caben como máximo en cualquier orbital atómico?
6. 8 Configuraciones electrónicas
Defina configuraciones electrónicas.
Defina diagrama de orbitales.
Escribe el orden en que se llenan los subniveles en el átomo. Este orden o diagrama se llama principio Aufbau.
Describa la configuración electrónica y diagrama de orbitales de los siguientes. recuerde que cada subcapa, s, p, d y f, tienen una capacidad máxima de electrones.
.
elemento
Total electrones
Configuración electrónica
Diagrama de orbitales
O
Cl
Cl-
Cu
Ca2+
Define electrones de Valencia. ¿Como se reconocen los electrones de Valencia en la configuración electrónicas de un átomo? ¿Dónde se identifican en la tabla periódica?
Define paramagnetismo y diamagnetismo
Escribe el diagrama de orbitales de Sodio ¿El átomo de sodio será paramagnético diamagnético? EXPLICA.
Capítulo 7 propiedades periódicas de los elementos
Define electrones de Valencia
Desarrollo de la tabla periódica
¿Quién fue Demetrio Mandeleev?¿Qué trabajo publicó en 1869? ¿qué ventaja tenía la tabla periódica de Mendeleev sobre la tabla periódica de Lothar Meyer? (indica un elemento cuya existencia haya sido pedicha por Demetrio Mandeleev)
¿Qué descubriimiento del núcleo atómico logró en D. Moseley en 1913?
Capaz de electrones y tamaño de los átomos
¿Cuántos subniveles (subcapas) de electrones hay en el nivel (capa) 1? ¿en el nivel 2? ¿En el nivel 3? ¿En el nivel 4?
Nivel (capa)
Número de subniveles (subcapas)
1
2
3
4
Define radio atómico
Si el radio atómico de cloro es 0.99 Å y el de carbono 0. 77 Å. ¿Cuál es la longitud de enlace en el enlace
C-Cl?
¿Cómo varía el radio atómico en una columna (grupo)? Explique la razón.
Coloca los siguientes átomos en orden decreciente (de mayor a menor) tamaño: silicio, cloro, magnesio.
¿Cómo varía el radio atómico en una fila (período)? Explique la razón.
Coloca los siguientes átomos en orden creciente (de menor a mayor) de tamaño: potasio, litio, sodio.
Energía de ionización
Define energía de ionización
Distingue entre primera energía de ionización, segunda energía de ionización, tercera energía de ionización, etc.su Entre la primera energía de ionización, segunda energía de ionización, y la tercera energía de ionización de magnesio, ¿cuál es la mayor? Explica porque la segunda energía de ionización es mayor que la primera energía de ionización. Explica porque la tercera energía de ionización es mucho mayor que la segunda energía de ionización.
Define carga nuclear efectiva.
¿Cómo varía la carga nuclear efectiva en una columna (grupo)? Explique la razón.
Coloca los siguientes átomos en orden decreciente de tamaño: silicio, cloro, magnesio.
¿Cómo varía la carga nuclear efectiva en una fila (período)? Explique la razón.
Coloca los siguientes átomos en orden creciente de tamaño: potasio, litio, sodio
¿Qué grupo de elementos tiene el mayor radio atómico en cada periodo? ¿Porqué?
Afinidades electrónicas
Define afinidad electrónica.
¿Qué mide la afinidad electrónica? ¿La facilidad con la que se gana o con la que se pierde un electrón?
¿Por qué la afinidad electrónica lleva un signo positivo?
¿Porqué los gases nobles tienen afinidades electrónicas de cero (0)?
¿Qué grupo de la tabla periódica se libera más energía cuando gana un electrón? (tiene actividad electrónica más grande y negativa? ¿Porqué?
¿Porqué las actividades electrónicas del grupo IIA son tan pequeñas (cercanas a 0)?
¿Por qué cloro tiene una afinidad electrónica más negativa que la de flúor? ¿Porque Bromo tiene una afinidad electrónica menor que la de cloro?
Capítulo 8 Conceptos básicos del enlace químico
Define
Enlace iónico
Enlace covalente
Enlace metálico
Símbolos de Lewis y las regla del octeto
Define electrones de Valencia
Defines símbolos de punto (electron-dot symbols) también llamados símbolos de Lewis
Escriba los símbolos de Lewis de carbono nitrógeno el oxígeno y el argón. ¿Qué característica especial tienen los símbolos de Lewis de los gases nobles?
Define regla del octeto
Define energía reticular (“lattice energy”)
Tamaño de los iones
¿Cuál es más grande, un catión o su átomo de origen? ¿Cuál es la razón de esto?
¿Cuál es más grande, un anión o su átomo de origen? ¿Cuál es la razón de esto?
Define serie isoelectrónica
¿Cuál es más grande, Na o su Na+? ¿Porqué?
¿Cuál es más grande, Cl o Cl-? ¿Porqué?
¿Cuál es más grande, Na+ o K+? ¿Porqué?
¿Cuál es más grande, Br- o Cl-? ¿Porqué?
En la serie isoelectrónica : Na+, Mg+, Al+ ¿Cuál es más grande? ¿Porqué?
En la serie isoelectrónica : O2-, F-? ¿Cuál es más grande? ¿Porqué?
Enlace covalente
Define enlace covalente
Representa el enlace covalente de las moléculas de H2 y F2 con la fórmula de Lewis de estas moléculas.
Define y provee ejemplos
enlace múltiple
Tipo de enlace
definición
ejemplo
Enlace sencillo
Enlace doble
Enlace triple
Enlace Múltiple
¿Qué enlace es más fuerte el sencillo, el doble o el triple?
¿Qué enlace es más corto el sencillo, el doble o el triple?
Polaridad de enlace y electronegatividad
define polaridad de enlace
Enlace covalente no polar, da un ejemplo
Enlace covalente polar, da un ejemplo
Define electronegatividad
l Tendencias de la electronegatividad en la tabla periódica según la escala de Pauling
¿Cómo varía la electronegatividad en una columna (grupo)? Explique la razón.
Coloca los siguientes átomos en orden decreciente de electronegatividad: carbono, flúor, oxígeno.
¿Cómo varía la electronegatividad en una fila (período)? Explique la razón.
Coloca los siguientes átomos en orden creciente de electronegatividades: flúor, bromo, cloro.
Describa la tendencia en la electronegatividad en la tabla periódica. ¿Cuál es el elemento más electronegativo? ¿Qué enlace es más polar C-O, C-S o C-N? Usa los datos de la tabla de electronegatividades de tu libro.
¿Cuál es el polo negativo del enlace covalente H-F? Márquelo con el signo de carga parcial d+ o d-.
Construcción de fórmulas del Lewis
Resume las reglas que se usan para dibujar estructuras de Lewis.
Cargas formales
Define carga formal. Describe cómo se asigna la carga formal a un átomo en una molécula. Presenta la fórmula utilizada.
..
Calcula la carga formal de cada átomo en la molécula de diazometano H2=C=N=N:.
átomo
Carga formal
cálculos
H
C
N
N
Resonancia
Define resonancia.
Define formas resonantes.
Define híbrido de resonancia
Presenta las formas resonantes de:
COMPUESTO
FORMA RESONANTE
FORMA RESONANTE
FORMA RESONANTE
Ozono O3
CO32-
NO3-
Las formas resonantes del benceno, C6H6
Excepciones a la regla del octeto
Número impar electrones. Defínela.
Dibuja la fórmula de Lewis correcta del NO
Octeto incompleto. Defínela.
Dibuja la fórmula de Lewis del BeF2 y del BCl3
Octeto expandido. Defínela.
Dibuja la fórmula de Lewis del XeF4 y PCl5
¿Qué elementos formarán la mayor parte de los enlaces dobles encontramos en la clase?
Capítulo 9 Geometría molecular y teorías de enlace
Formas moleculares
Describe las formas:
Lineal
Angular o doblada
Triangular plana
Triangular piramidal
tetraédrica
Reforma de T
Triangular bipiramidal
octaédrica
Define ángulo de enlace
El modelo VSEPR
Define teoría repulsión de pares electrones de la capa de Valencia (TRPECV o VSEPR en inglés)
Predicción de geometrías moleculares
Define
Pares compartidos (pares enlazantes)
Pares no compartidos ( pares no enlazantes o pares solitarios)
Distingue entre Geometría de los pares de electrones y geometría molecular
En términos de la teoría VSEPR, ¿qué diferencia hay entre un enlace doble uno sencillo y uno triple respecto a la geometría molecular?
Completa la siguiente tabla
Número pares de electrones
Dibuje la orientación de los pares de electrones en el espacio
Geometría de los pares electrones
Angulo de enlace entre los pares de electrones
2
3
4
5
6
Completa la siguiente tabla
Total de pares de electrones
Geometría de los pares electrones
Pares enlazantes
Para no enlazantes
Geometría molecular
ejemplo
2
2
0
3
3
0
3
2
1
4
4
0
4
3
1
4
2
2
5
5
0
5
4
1
5
3
2
5
2
3
6
6
0
6
5
1
6
4
2
6
3
3
---------
6
2
4
----------
Determina la geometría molecular de:
COMPUESTO
TOTAL ELECTRONES DE VALENCIA
FÓRMULA LEWIS
GEOMETRÍA MOLECULAR
TeCl2
NiCl42-
BH4+
H2C=CH2
ClF3
TeCl4
ICl4-
SF6
Polaridad de moléculas.
Define:
molécula polar
dipolo
momento dipolar
explica la fórmula: m = Qr
¿En qué unidad se mide frecuentemente el momento dipolar de moléculas? ¿Cuál es la unidad en el sistema internacional de unidades?
Define:
momento dipolar de enlace
¿Son polares todas las moléculas que tengan enlaces polares? Indique si la molécula de CO2 es o no polar
¿Cuáles se las siguientes moléculas son polares?Señala el polo positivo y el polo negativo con los símbolos adecuados (d+ o d-).
HF
CH4
NH3
CO2
Teoría enlace de valencia
Describa la teoría enlace Valencia ¿Cómo explica (describe) la formación de un enlace covalente?
Define longitud de enlace
Orbitales híbridos
Define:
orbitales híbridos
estado raso ("ground state") de un átomo y estado excitado de un átomo
promoción de electrones
hibridación de orbitales
¿Cuántos electrones caben en cada orbital híbrido? ¿Tendrán espines opuestos?
Completa la tabla:
tipo de orbitales
se forman de la combinación de orbitales...
geometría
ángulo entre orbitales
dibujo
sp
sp2
sp3
sp3d
sp3d2
Enlaces múltiples
define:
enlaces s y enlace p
describe según la teoría enlace-valencia (orbitales híbridos) y dibuja el enlace doble en etileno (eteno) :C2H4
describe según la teoría enlace-valencia (orbitales híbridos) y dibuja el enlace doble en acetileno (etino): C2H2
distingue entre un enlace covalente localizado y un enlace covalente deslocalizado
describe el enlace covalente deslocalizado de benceno
Orbitales moleculares
Define:
Teoría de orbitales moleculares
Orbitales moleculares
¿Cuántos electrones caben en cada orbital molecular? ¿Tendrán espines opuestos?
Orbital molecular sigma (s)
Orbital molecular pi (p)
Orbital molecular enlazante, s o p
Orbital molecular antielazante s* o p*
Diagrama de orbitales moleculares (diagrama de niveles de energía)
Orden de enlace
¿Qué significa orden de enlace 0 (cero)?
Escribe el diagrama de orbitales y calcula el orden de enlace para:
Molécula
Electrones de valencia
ELECTRONES ENLAZANTES/ANTI-ENLENLAZANTES
ORDEN DE ENLACE
DIAGRAMA DE ORBITALES
H2
He2
O2
Li 2+
N2
TABLA PERIÓDICA MODERNA
1A
8A
1
1H1.008
2A
3A
4A
5A
6A
7A
2He4.003
2
3Li6.941
4Be9.012
5B10.81
6C12.01
7N14.01
8O16.00
9F19.00
10Ne20.18
3
11Na22.99
12Mg24.31
3B
4B
5B
6B
7B
------
8B
------
1B
2B
13Al26.98
14Si28.09
15P30.97
16S32.07
17Cl35.45
18Ar39.85
4
19K39.10
20Ca40.08
21Sc44.96
22Ti47.88
23V50.94
24Cr52.00
25Mn54.94
26Fe55.85
27Co58.93
28Ni58.69
29Cu63.55
30Zn65.39
31Ga69.72
32Ge72.61
33As74.92
34Se78.96
35Br79.90
36Kr83.80
5
37Rb85.47
38Sr87.62
39Y88.91
40Zr91.22
41Nb92.91
42Mo95.94
43Tc(98)
44Ru101.1
45Rh102.9
46Pd106.4
47Ag107.9
48Cd112.4
49In114.8
50Sn118.7
51Sb121.8
52Te127.6
53I126.9
54Xe131.3
6
55Cs132.9
56Ba137.3
57La138.9
72Hf178.5
73Ta180.9
74W183.9
75Re186.2
76Os190.2
77Ir192.2
78Pt195.1
79Au197.0
80Hg200.6
81Tl204.4
82Pb207.2
83Bi209.0
84Po(209)
85At(210)
86Rn(222)
7
87Fr(223)
88Ra(226)
89Ac(227)
104Rf(261)
105Db(262)
106Sg(269)
107Bh(267)
108Hs(277)
109Mt(268)
6
Lanthanides
58Ce140.1
59Pr140.9
60Nd144.2
61Pm(145)
62Sm150.4
63Eu152.0
64Gd157.3
65Tb158.9
66Dy162.5
67Ho164.9
68Er167.3
69Tm168.9
70Yb173.0
71Lu175.0
7
Actinides
90Th232.0
91Pa(231)
92U238.0
93Np(237)
94Pu(244)
95Am(243)
96Cm(247)
97Bk(247)
98Cf(251)
99Es(252)
100Fm(257)
101Md(258)
102No(259)
103Lr(260)
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