Estructura Atómica y Tabla Periódica: Conceptos Fundamentales


Radiación Electromagnética

Una onda es la prolongación de una perturbación vibracional que transmite energía.

  • Amplitud: Nº oscilaciones que pasan por un punto en la unidad de tiempo.
  • Nº Ondas: Nº vibraciones por unidad de distancia.
  • Periodo: Tiempo para oscilación completa.
  • Velocidad de Propagación: Velocidad con la que se propaga una onda.

Modelo Atómico de Bohr

Bohr desarrolló un modelo teniendo en cuenta la cuantización de energía introducida por Planck y cuestiones cuánticas de Einstein.

Aciertos:

  • Se podía calcular la longitud de onda asociada a las rayas espectrales.
  • Justificaba la estabilidad del átomo mediante la existencia de órbitas estacionarias.
  • Permitía calcular valores de radios de órbitas y sus energías.

Inconvenientes:

  • No explica espectros de átomos e iones multielectrónicos.
  • No podía explicar los espectros de H en presencia de campos magnéticos externos.

Este modelo atómico de Bohr tiene varios postulados:

  1. El electrón podía girar en ciertas órbitas circulares de energía y radios determinados. En ellas la energía del electrón será constante.
  2. En esas órbitas se cumplirá que el momento angular del electrón será múltiplo de h/2π.
  3. El electrón solo emitirá energía cuándo pase a otra órbita de menor energía.

Espectros Atómicos

Un espectro es un conjunto de frecuencias o longitudes de onda, de las radiaciones electromagnéticas.

Origen de Luz a Estudiar:

  • De Emisión: Se analiza la radiación emitida por un gas previamente excitado. La energía sobrante es emitida y al atravesar un prisma se descompone en unas líneas características formando un espectro continuo.
  • De Absorción: Se analiza la radiación restante después de pasar la luz blanca por la muestra.

Aspecto del Espectro Obtenido:

  • Continuo: Sólidos y líquidos.
  • Discontinuo: Gases.
    • De Bandas: Moléculas gaseosas.
    • De Líneas: Átomos en estado gaseoso.

Números Cuánticos

La ecuación de Schrödinger tiene ∞ soluciones y cada una de ellas se identifica con 3 números cuánticos.

  • Principal: Identifica el nivel energético y el tamaño del orbital.
  • Secundario: Determina la forma de los orbitales, e indica el nº de subniveles energéticos.
  • Magnético: Orientación espacial y el nº de orbitales contenidos en cada subnivel.
  • Magnético de Espín: Sentido de rotación del electrón en torno a su eje cuando se mueve dentro de un orbital.

Potencial de Ionización

La energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo en estado neutro y gaseoso.

Electronegatividad

La electronegatividad es la tendencia de un átomo de un elemento de atraer los electrones compartidos con otro átomo cuándo está combinado químicamente con él.

Triadas de Döbereiner

Observó una relación entre la masa atómica de algunos elementos y sus propiedades al agruparlos en triadas, de forma que la masa atómica del elemento intermedio era aproximadamente igual a la media aritmética de la de los extremos.

Octavas de Newland

Las propiedades químicas de los elementos se repetían cada 8 elementos colocados en orden creciente de sus masas atómicas. No funcionaba para masas atómicas mayores al calcio.

Tabla Periódica Actual

Proviene de la tabla de Mendeléiev y tiene 18 grupos y 7 filas ordenados por el número atómico Z.

Tornillo Telúrico

Colocó elementos sobre un tornillo telúrico en orden creciente de sus masas atómicas y formando una línea helicoidal de 45º de inclinación, de forma que los elementos colocados sobre la misma generatriz tenían propiedades químicas similares.

Afinidad Electrónica

La afinidad electrónica es la cantidad de energía que se desprende o absorbe cuando se añade un electrón a un átomo gaseoso aislado para formar un ión negativo.

Hipótesis de Planck

Toda partícula material que emite o absorbe energía lo hace de forma discontinua a través de fotones.

Efecto Fotoeléctrico

Indica que muchos materiales emitían electrones cuando eran iluminados con una luz adecuada.

Principios de Exclusión de Pauli

En un mismo átomo no pueden existir 2 electrones con los valores de los 4 números cuánticos iguales.

Máxima Multiplicidad de Hund

Al llenar orbitales de igual energía los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos.

Partículas Subatómicas y Elementales

  • Elemental: No tiene estructura interna, no contiene dentro otra partícula.
  • Subatómica: Tamaño inferior al átomo medio, formada por otras partículas.
    • Fermiones: Cumplen la estadística de Fermi, espines semienteros.
    • Bosones: Cumplen la estadística de Bose, espines enteros.

Iones vs Cationes

Los cationes son siempre más pequeños que los átomos de los que derivan, y al aumentar la carga positiva, su tamaño disminuye.

Los aniones son siempre mayores que los átomos de los que derivan. El tamaño aumenta con la carga negativa.

Sucesivas Cargas de Ionización Aumentan

Para arrancar un electrón, es necesaria una cantidad de energía. Hasta superar esta atracción, para arrancar el segundo hace falta más energía, y así sucesivamente.

Radio Atómico

Es la distancia que hay entre el centro del núcleo y el electrón más externo.

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