Sistema periodico

1.ORBITALES ATOMICOS Y NUMEROS CUANTICOS
Modelo mecanocuantico del atomo?Ideas fundamentales de la mecanica cuantica.La primera de ellas consecuencia del principio de incertidumbre, es la imposibilidad de establecer con precision la trayectoria del electron en el espacio.

Orbitales atomicos y numeros cuanticos?Cada orbital atomico viene descrito por los valores de tres numeros cuanticos,y tiene un valor de la energia caracteristico que se obtiene de la ecuación de schrodinger.
Colocar los electrones en dichos orbitales.Se obtiene lo que se denomina una configuración electronica.

Numeros cuanticos?n,l,m derivan de resolver la ecuecion de ondas mientras que el ms se introdujo posteriormente para poder explicar algunas anomalias en el espectro del hidrogeno.
Cada diferente combinación de valores de los numeros cuanticos n,l y ml describe a un unico orbital atomico.
-Numero cuantico principal:Indica en que nivel de energia se encuentra un electron en el atomo. N=1,2,3,4… Esta relacionado con la distancia a la que se encuentra el electron del nucleo o con el tamaño del orbital.Cuanto mas alto es el valor de n,mayor es la distancia del electron en un orbitaal al nucleo,y,en consecuencia mas grande es el orbital. N=1 un subnivel n=2 dos subniveles.

Numeros cuantico secundario o de momento angular (l)?Indica la forma de los orbitales.Tambien nos muestra el numero y los tipos de subniveles energeticos que pueden existir para un nivel energetico ,n,dado l=0,1,2,… Asi para l=0 s l=1 p l=2 d l=3

Numero cuantico magnetico (ml)?Indica las posibles orientaciones espaciales que puede tomar un orbital dado,ya que tambien estan cuantizadas.(L) valores que puede tomar el numero cuantico magnetico nos indica cuantos orbitales hay de un determinado tipo dentro de cada subnivel energetico en total (2l + 1) orbitales.

Numero cuantico magnetico de espin?Indica las dos unicas posibles orientaciones que puede adoptar el campo magnetico creado por el electron al girar sobre si mismo ms=-1/2 +1/2 Deriva de resolver la ecuación de schrodinger.Electrones se comportan como pequeños imanes.

2.ORBITALES ATOMICOS
Tipos y distribución de los orbitales atomicos?Especificar que tipo de orbitales existen y como estan distribuidos en cada nivel energetico.Necesitamos conocer ademas la energia de los distintos orbitales en el atomo y ver como se distribuyen en ellos los electrones.Estos dos aspectos nos permitirian escribir la configuración electronica de un atomo dado.
1.Cada capa electronica o nivel energetico,contiene varios subniveles o tipos de orbitales (s,p,d y f).
2.Para cada valor de l, los valores permitidos de ml proporcionan el numero de orbitales que hay da cada tipo.
3.Cada nivel energetico tiene los mismos subniveles energeticos que el nivel anterior mas un nuevo tipo.

Forma de los orbitales atomicos?los orbitales no tienen una forma geometrica definida carecen de fronteras o limites.sin embargo es conveniente representarlos mediante una determinada figura geometrica.Simetria esferica,p,d y f constan de lóbulos.El centro geometrico de cualquier orbital coincide con la posición del nucleo.podemos decir que:
-la forma de los orbitales depende del valor del numero cuantico secundario,l.
-el tamaño del orbital es funcion del valor del numero cuantico principal,n.

3.ENERGIA DE LOS ORBITALES ATOMICOS
Sin embargo para los atomos polielectronicos el diagrama de energia es mas complicado.Las repulsiones entre los electrones que van ocupando los distintos orbitales atomicos originan cierta inestabilidad.Por tanto en los atomos polielectronicos hay que introducir un factor adicional de ahí que la energia dependa de los valores de n y de l.Podemos afirmar que un orbital es tanto mas estable cuanto menos sea su contenido energetico.

Regla n + l para la energia de un orbital atomico (REGLA DE MADELUNG)? 1.La energia de los orbitales atomicos y por tanto su inestabilidad aumenta a medida que lo hace el valor de n+l. 2.Cuando para dos orbitales la suma n+l es la misma tiene mayor energia aquel con un valor mas alto de n.A estos orbitales con ingual energia se les denomina orbitales degenerados.Esta igualdad energetica se rompe en presencia de un campo magnetico ya que la distinta orientación espacial de los orbitales p o los d hace que sus interecciones con el campo magnetico y por tanto sus contenido energeticos se hagan diferentes.Este es el llamado EFECTO ZEEMAN, que origina la presencia de nuevos niveles de energia y por tanto la aparicion de lineas adicionales en el espectro atomico pues aumenta el numero de transitos electronicos posibles.

4.CONFIGURACIONES ELECTRONICAS?Una configuración electronica no es mas que una distribución de los electrones que tiene un atomo o un ion en sus respectivos orbitales.Cuando esta es la de minima energia se denomina estado fundamental.Al nivel energetico mas externo se denomina configuración electronica de la capa de valencia.

Principio de exclusión de PAULI?En un mismo atomo no pueden existir dos electrones con los valores de los cuatro numeros cuanticos iguales.Las consecuencias inmediatas son: 1.Cada orbital solo puede albergar un maximo de dos electrones. 2.Estos dos electrones han de tener espines contrarios; se dice que los espines estan apareados.
El numero maximo de electrones que pueden existir en un determinado nivel energetico o capa electronica.

Diagrama de ocupación de los orbitales?Diagrama de ocupación de los orbitales que nos permite obtener la configuración electronica de un atomo o ion en su estado fundamental.

Configuraciones electronicas de iones?De un ion se debera sumar o restar tantos electrones como indique la carga de dicho ion sumar en el caso de un anion y restar en caso de un cation.
El ion al ser un anion divalente ha ganado respecto al atomo O por lo que su configuración electronica ha de alojar 10 electrones.

Principio de maxima multiplicidad de HUND?Visto en notacion orbital donde los orbitales se representan por cuadros y los electrones por flechas con el mismo sentido cuando los espines son paralelos y con sentido contrario.Las tres configuraciones cumplen el principio de exclusión de Pauli sin embargo los hechos experimentales nos muestran cada una de ellas es mas estable.La duda queda resuelta por el principio de maxima multiplicidad de Hund que establece que: Cuando un subnivel energetico existen varios orbitales disponibles los electrones tienden a ocupar el maximo numero de ellos y ademas con espines paralelos.La tercera configuracion seria la que tendria el atomo de carbono es su estado fundamental.

Diamagnetismo y paramagnetismo?Propiedades magneticas de los atomos.Una sustancia es paramagnetica cuando es atraida débilmente por un iman.Por el contrario la diamagnetica no es atraida por un iman.

Principio de construccion progresiva?Principio aufbau.Al ir pasando de un elemento al siguiente en la tabla periodica ademas de añadir un proton se gana un nuevo electron que ira ocupando sucesivamente los orbitales en un orden especifico.La configuracion electronica del nitrogeno se obtiene añadiendo un electron que se denomina electron diferenciador.Este principo presenta algunas excepciones que veremos a continuación con frecuencia se refieren a la estabilidad adicional que adquiere un elemento cuando tiene un subnivel semillero o semiocupado.

Estabilidad adicional de un subnivel semilleno?La estabilidad adicional que confiere un subnivel semillero esta relacionado con el principio de HUND que favorece la presencia del mayor numero posible de electrones desapareados.

5.SISTEMA PERIODICO.DESARROLLO HISTORICO

Primeras agrupaciones de los elementos?En 1829 J.dobereiner hizo la primera clasificacion de los elementos quimicos los agrupo por triadas.El elemento central tiene de peso atomico aproximadamente la media aritmetica de los pesos atomicos de los otros elementos.En 1866 J.Newlands formulo la ley de las octavas: Si ordenamos los elementos en orden creciente de sus pesos atomicos el octavo elemento a partir de uno dado,tiene propiedades fisicoquimicas analogas a este.
Newlands comienza a establecer grupo de elementos y periodicidad de propiedades.

Tabla periodica de MENDELEIEV?En 1869 Mendeleiev de forma independiente y tomando como punto de partida los estudios de Dobereiner chancourtois y newlands.
1.Colocar los elementos por orden creciente de sus masas atomicas.
2.Agrupar los elementos en funcion de sus propiedades Mendeleiev ordena en filas verticales y Meyer en filas horizontales.
Las propiedades de los cuerpos dimples son una funcion periodica del valor del peso atomico.
66 elementos conocidos hasta entonces.Tuvo el merito de dejar espacios libres.Eka-aluminio significa el primero debajo del aluminio.

6.LEY DE MOSELEY?La tabla de Mendeleiev derivan del hecho de que la periocidadde las propiedades quimicasde los elementos son funcion del numero atomico y no del peso atomico.
El espectro de rayos X emitido por cada elemento metalico es complejo,pero de sus observaciones Moseley expuso que:La frecuencia caracteristica de la radiación emitida esta directamente relacionada con el denominado numero atomico Z.
Moseley indico ademas que el numero Z era una propiedad esencial de cada elemento,que identifico correctamente con la carga positiva del nucleo.Posteriormente se comprobo que el numero atomico coincide con el numero de protones contenidos en el nucleo

7.DESCRIPCION DEL SISTEMA PERIODICO ACTUAL?Nos permite disponer de una ley periodica:Si se colocan los elementos según aumenta su numero atomico se observa una variación periodica de sus propiedades.
Consta de 18 filas verticales llamadas grupos o familias y siete horizontales denominadas periodos.
Grupos o familias:18 filas verticales o grupos del 1 al 18.Todos los elementos de un mismo griupo tienen identica configuracion de la capa electronica mas externa.Estos electrones se denominanelectrones de valencia y son los responsables de sus propiedades quimicas y del tipo de enlace que van a presentar.
Periodos: 1.periodos cortos 1,2,3 de 2,8 y 8 elementos cada uno. 2.Periodos medios como el 4 y 5 con 18 elemento cada uno 3.Periodos largos. 6 y 7 con 32 elementos.

Sistema periodico actual?1.Metales y no metales.Se situan en la parte izquierda,mientas que los segundos lo hacen en la parte derecha.Entre medias de ambos tipos se situan los semimeetales. 2.Elementos representativos.Van marcados con la letra A.Se caracterizan porque van complementando los subniveles s y p. 3.Elementos de transición.Son los que van situados en el centro de la tabla es decir los grupos señalados con la letra B o siguiendo las indicaciones de la IUPAC los grupos del 3 al 12.Se caracterizan porque van complementando el subnivel d,situado en la penultima capa. 4.Elementos de transición interna.Son los lantanidos y los actinidos.

8.PROPIEDADES PERIODICAS.?Para sistematizar su estudio y por lo tanto hacerlo mas sencillo podemos considerar que en una primera aproximación los electrones externos estan atraidos por el nucleo por fuerzas electrostaticas regidas por la ley de Columb.
La intensidad de estas fuerzas depende de: -La carga nuclear.Cuanto mayor sea su valor mas intensa es la atracción del nucleo sobre el electron mas externo. -De la distancia a la que se encuentra del nucleo dicho electron.Cuanto mas cerca este mayor sera la atracción nuclear.

Radio atomico y radio ionico?Recordemos que el propio principio de incertidumbre impide determinar una posición con total exactitud o precision.
La mitad de la distancia entre los núcleos de dos atomos adyacentes en un solido metalico o bien en el caso de sustancias covalentes a partir de la distancia entre los núcleos de los atomos identicos de una molecula.
Dentro del sistema periodico se observan las siguientes tendencias: 1.En un mismo grupo o familia el radio aumenta hacia abajo.El numero de capas electronicas. 2.En un mismo periodo el radio aumenta hacia la izquierda.Desplazarnos hacia la izquierda disminuye el numero atomico Z.
Carga nuclear efectiva:Propiedades periodicas es importante tener en cuanta que muchas de las anomalias son debidas a lo que se denomina efecto de apantallamiento y carga nuclear efectiva.Este apantallamiento origina que al electron mas externo le llegue menos atracción del nucleo debido al efecto de pantalla que ejercen los electrones mas intensos.Consecuentemente con este efecto se habla de carga nuclear efectiva que seria la carga nuclear real menos el apantallamiento.
En el caso de los radios ionicos: 1.El radio de un ion positivo cation es menor que el de su elemento. 2.El radio de un ion negativo,anion, es mayor que el de su elemento. 3.Dentro de un mismo periodo los radios cationicos disminuyen hacia la derecha, los radios anionicos salvo para iones isoelectronicos aunmentan.En un mismo grupo tanto los radios cationicos como los anionicos aumentan hacia abajo ya que en ese sentido s eva añadiendo una capa electronica mas.

Energia de ionizacion?Esta configuracion va a ser un tanto mas estable cuanto mayor sea lo que se denomina energia de ionizacion, que se define como:La energia minima necesaria para arrancar un electron de un atomo neutro en estado gaseoso y en su estado fundamental.
-La energia de ionizacion suele expresarse en KJ/MOL.Los datos de las tablas estan referidos por tanto a la enrgia necesaria para arrancar un mol de electrones. -La definición hace mencion a un electron pero en atomos polielectronicos podemos arrancar mas de un electron. -Al quitar un electron de un atomo neutro para formar un ion monopositivo disminuyen las repulsiones interelectronicas lo que se reduce en una mayor estabilidad y por tanto en que se requiera mayor energia para arrancar el siguiente electron. -La carga nuclear efectiva es mayor en el segundo caso .
Se observa que: 1.Dentro de un mismo grupo la energia de ionizacion aumenta hacia arriba 2.En un mismo periodo la energia de ionizacion aumenta hacia la derecha..

Afinidad electronica?Se define como:La energia desprendida cuando un atomo nuetro en estado gaseoso acepta un electron para formar un ion negativo.
Es energia desprendida lo que significa que el ion formado es mas estable que el atomo neutro.Los elementos que se situen mas a la derecha y hacia arriba son los que tienen mas afinidad electronica.

Electronegatividad y carácter metalico?Esta propiedad periodica nos da una medida de la tendencia que tiene un elemento a tomar electrones.La capacidad que tiene un atomo de un elemento dado a atraer hacia si el par de electrones compartidos de un enlace covalente.Elementos con altos valores de energia de ionizacion y afinidades electronicas tendran valores elevados de electronegatividad.Elementos con alta electronegatividad seran no metales.