Profe Ariana: Estructura atómica

Buenos días, acá está el audio de ESTRUCTURA ATÓMICA para que lo disfruten!!!! 2º año
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LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS

El año anterior ya has tenido algún contacto con la tabla periódica. Hemos trabajado las masas atómicas y algunos de los símbolos químicos.

Durante este trimestre profundizaremos su estudio. La tabla periódica está organizada de acuerdo a los número atómicos (Z) crecientes. Los números atómicos nos indican las cantidades de electrones o bien de protones que posee un tipo de elemento químico[1] determinado. La masa del átomo se concentra mayormente en el núcleo[2] puesto que los electrones son extremadamente livianos comparados con las subpartículas del núcleo. Por ese motivo la masa atómica relativa del elemento puede aproximarse numéricamente al número másico (A), siendo A el número de protones y de neutrones que posee un núcleo atómico. Así es como es posible saber la cantidad de subpartículas atómicas que posee un elemento tan sólo sabiendo su A y su Z.

La configuración electrónica es un modelo científico que pretende explicar el comportamiento de los diferentes elementos químicos utilizando el siguiente criterio: las características principales de los diferentes elementos provienen de sus electrones; éstos se disponen en niveles de energía específicos, aunque pueden saltar de un nivel a otro emitiendo o captando energía. En la química no se estudian esas emisiones o captaciones de energía, inclusive presuponemos que eso no ocurre y que los electrones se mantienen estables girando alrededor del núcleo. La regla de las diagonales nos explica el modo en que un átomo contiene a sus electrones, de acuerdo a niveles de energía cada vez mayores, contando a partir del núcleo atómico hacia afuera. En el nivel 1, vale decir el primer nivel a partir del núcleo existe un solo tipo de orbital, llamado “S”, que tiene capacidad para dos electrones. Así es como un átomo de hidrógeno, cuyo Z es de 1, y por lo tanto contiene un solo electrón, tiene a ese único electrón en su orbital S, en el nivel 1, aún cuando la capacidad del S sea dos, pues si el hidrógeno tuviese dos electrones, dejaría de llamarse hidrógeno, puesto que cambiaría su Z.

En el segundo nivel de energía, de acuerdo a la regla de las diagonales, existen dos tipos de orbitales: hay un s y hay un p. Los orbitales p tienen capacidad para 6 electrones, aún cuando no los completen. Los encontraremos a partir del 2º nivel de energía, así como a los s los encontramos a partir del 1º nivel de energía. En el tercer nivel de energía encontramos orbitales s, p y un nuevo orbital llamado d, con capacidad para 10 electrones. A partir, entonces del tercer nivel de energía existen orbitales d, que podrán o no completarse, pero que existen. A partir del cuarto nivel de energía encontramos orbitales f, con capacidad para 14 electrones. Y, aunque con el tiempo se seguirá encontrando orbitales nuevos, los mencionados en este texto alcanzan para los requerimientos que tenemos en nuestro curso.

Un modelo sencillo que podemos seguir para comprender el modo en que un químico estudia a los diferentes elementos es pensar que los átomos se construyen como edificios. Si entendemos que el núcleo es la planta baja, el primer piso tiene un departamento, con capacidad para dos personas, el segundo piso tiene dos departamentos: uno tiene capacidad para dos personas y el otro capacidad para seis, en el tercer piso existen tres departamentos: uno con capacidad para dos personas, otro con capacidad para seis personas y uno con capacidad para 10 personas. Por último, el cuarto nivel contiene 4 tipos de departamentos: uno con capacidad para dos personas, otro con capacidad para seis, otro con capacidad para 10 y uno con capacidad para 14 personas. El quinto, sexto y séptimo[3] tienen la misma disposición que el cuarto piso.

[1] Los elementos químicos son los diferentes tipos de átomos que existen en la naturaleza

[2] Recordemos que el núcleo atómico está formado por protones y neutrones

[3] No se han encontrado átomos aún que superen los siete niveles de energía

Es verdad que es un edificio muy extraño, pero es lo que se espera de un átomo y no de la física clásica. Además de ser un edificio extraño también posee administradores también extraños, pues el modo en que este edificio se completa, hasta finalizar con los inquilinos depende de la regla de las diagonales y no sigue la estructura lógica, por pisos que uno le daría. Así, si quisiéramos esquematizar en este gráfico al nitrógeno[1] por ejemplo, veríamos que tenemos dos electrones en el 1º piso y cinco en el segundo piso: dos electrones en un s y 3 en el p. Hasta aquí todo parece correcto, pero si lo hacemos con el hierro por ejemplo, veríamos que tiene dos electrones en el 1º piso, 8 electrones en el segundo piso: dos en el s y 6 en el p, 14 en el piso 3º: dos en el s, 6 en el p y 6 en el d y por último en el 4º piso hay dos electrones en el s.

¿En qué cabeza cabe esta distribución? Es muy sencillo: esto es química y por lo tanto no tiene porqué tener las mismas reglas del juego que poseen otras estructuras. Estos modelos desarrollados por Friedrich Hund[2], explican aún en la actualidad muchos de los fenómenos químicos y físicos que presentan los diferentes elementos químicos. La regla de las diagonales está presente en la mayoría de las tablas periódicas.

Algunas de las informaciones que nos revelan las configuraciones electrónicas[3] son:

GRUPOS DE LA TABLA PERIÓDICA: Los grupos son las columnas que conforman la tabla periódica y pueden extraerse de la configuración al sumar los electrones del último nivel de energía, en términos generales, pero existen algunas particularidades, que definiremos luego, en clase.

PERÍODOS DE LA TABLA PERIÓDICA: Se trata de las filas que conforman la tabla periódica y que corresponden al nivel más alto que contiene electrones

ELECTRONES DE VALENCIA: corresponde a la cantidad de electrones presentes en el último nivel de energía, algo similar al número de grupo.

TIPO: En la tabla periódica existen tres tipos de elementos químicos: los representativos, los de transición y los gases nobles. De acuerdo a cómo finalice la configuración electrónica se podrá indicar el tipo de elemento:

Así, si la configuración finaliza en s o p, corresponde a los representativos

Si la configuración finaliza en d o f, a los elementos de transición

Y si el último nivel es p con 6 electrones es un gas noble.

Bien, con estas informaciones, más lo que trabajaremos en clase, estaremos en condiciones de abordar los principales temas de la química

TAREAS

ELEMENTO	A	Z	Nº NEUT	Nº PROT	Nº ELECT	GRUPO	PERIODO	ELECT. VAL	TIPO	CARÁCTER
CADMIO	112	48
ALUMINIO			14	13
CARBONO	12				6
XENÓN			77	54
MAGNESIO	24				12
TELURIO	128			52
MOLIBDENO		42	54
ARGÓN	40	18
BARIO			81	56
SELENIO	79			34
ESTRONCIO	88	38
PLATA			61	47
KRIPTÓN	84				36
CLORO			18	17
CALCIO	40			20
PLATINO			120		78
NITRÓGENO	14	7
MERCURIO		80	121
ESTAÑO	119				50