Fundamentos del Modelo Mecanocuántico del Átomo y Propiedades Periódicas

Modelo Mecanocuántico del Átomo

El Modelo Mecanocuántico del Átomo describe la estructura atómica moderna, superando las limitaciones de modelos anteriores.

Principio de Incertidumbre

Es la imposibilidad de establecer con precisión la trayectoria del electrón en el espacio. Ahora, el electrón es considerado una nube de carga negativa que se localiza alrededor del núcleo. Esta nube no posee densidad electrónica uniforme, sino que es más densa en aquellas zonas donde es más probable encontrar al electrón. Dicha nube no posee frontera definida.

Números Cuánticos: Significado y Valores

Los números cuánticos describen el estado energético de un electrón en un átomo.

• n: Principal
  • Valores: 1, 2, 3,...
  • Describe el nivel energético.
• l: Secundario (Azimutal)
  • Valores: 0, 1, 2,... (n-1)
  • Describe el subnivel energético y el tipo de orbital: s, p, d, f,...
• m_l: Magnético
  • Valores: -l,...,0,...,+l
  • Describe la orientación espacial del orbital.
• m_s: Magnético de Espín
  • Valores: -½, +½
  • Describe el comportamiento magnético del electrón (espín).

Orbitales Atómicos

Los orbitales atómicos son regiones del espacio donde es más probable encontrar un electrón.

1. Cada capa electrónica contiene varios subniveles o tipos de orbitales (s, p, d, f).
2. Los valores permitidos de m_l proporcionan el número de orbitales que hay de cada tipo.
3. Cada nivel energético tiene los mismos subniveles energéticos que el nivel anterior más un tipo nuevo.

Forma de los Orbitales Atómicos

1. La forma varía según el valor del número cuántico secundario (l).
2. El tamaño del orbital está en función del valor del número cuántico principal (n).

Energía de los Orbitales Atómicos

Un orbital es tanto más estable cuanto menor sea su contenido energético.

Configuraciones Electrónicas

Las configuraciones electrónicas describen cómo se distribuyen los electrones en los orbitales de un átomo.

Principio de Exclusión de Pauli

En un mismo átomo no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos idénticos.

Principio de Máxima Multiplicidad de Hund

Cuando en un subnivel energético existen varios orbitales disponibles, los electrones tienden a ocupar el máximo número de ellos, y además con espines paralelos.

Diamagnetismo y Paramagnetismo

Decimos que una sustancia es paramagnética cuando es atraída débilmente por un imán. Por el contrario, una sustancia diamagnética es aquella que es repelida por un imán.

Principio de Construcción Progresiva (Aufbau)

Al ir pasando de un elemento al siguiente en la tabla periódica, además de añadir un protón, se gana un nuevo electrón, que irá ocupando sucesivamente los orbitales en un orden específico.

El Sistema Periódico

El sistema periódico organiza los elementos químicos según sus propiedades y estructura atómica.

Desarrollo Histórico

Debe existir una ley natural que relacione los distintos elementos y los agrupe en función de sus propiedades.

Tabla Periódica de Mendeléiev

Las propiedades de los cuerpos simples son una función periódica del valor del peso atómico.

Clasificación de la Tabla de Mendeléiev

1. Coloca los elementos por orden creciente de sus masas atómicas.
2. Agrupa los elementos en función de sus propiedades.

Propiedades Periódicas

Las propiedades periódicas son aquellas que varían de forma regular a lo largo de la tabla periódica.

Radio Atómico y Radio Iónico

El radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos adyacentes en un sólido metálico, o bien, en el caso de sustancias covalentes, a partir de la distancia entre los núcleos de los átomos idénticos de una molécula. Dentro de un sistema periódico se observa que en un mismo grupo o familia el radio nunca aumenta hacia abajo y que en un mismo periodo el radio aumenta hacia la izquierda. En el caso de los radios iónicos conviene señalar que el radio de un ion positivo es menor que el de un elemento. El radio de un ion negativo es mayor que el de un elemento. Dentro de un mismo periodo, los radios catiónicos disminuyen hacia la derecha y los radios aniónicos aumentan.

Energía de Ionización

Es la energía mínima para arrancar un electrón de un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado fundamental.

Afinidad Electrónica

Es la energía desprendida cuando un átomo neutro en estado gaseoso acepta un electrón para formar un ion negativo.

Electronegatividad y Carácter Metálico

La electronegatividad es la capacidad que tiene un átomo de un elemento dado de atraer hacia sí el par de electrones compartidos de un enlace covalente.