Distribucion electronica

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Módulo 12865- Enlace Químico y Estructura de la Materia Responsable: Juan José Borrás (juan.j.borras@uv.es) Curso 2007-08 Grupo D- Aula 11 http://www.uv.es/~borrasj

Objetivos del tema
! La repulsión interelectrónica es la responsable de la complicada

estructura electrónica de los átomos polielectrónicos Debes entender lo siguiente:
! Conceptos: poder penetrante, apantallamiento nuclear,carga

Tema 3 Estructura electrónica de los átomos polielectrónicos
Bibliografía !Tema 9 del Petrucci (pag. 334-345)

nuclear efectiva
! Los orbitales atómicos hidrogenoideos sufren una pérdida de la

degeneración cuando hay en juego más de un electrón
! Los electrones poseen una energía intrínseca debido al número

cuántico de espín
! Conocer los tres principios básicos para determinarlas

! ! ! !

configuraciones electrónicas: principio de exclusión de Pauli, regla de Hund, principio Aufbau Aplicar el principio Aufbau para escribir las configuraciones electrónicas Un orbital puede estar ocupado por un máximo de dos electrones La estructura general de la tabla periódica Las irregularidades en el llenado de los orbitales d y f
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El tratamiento de losátomos con mas de un electrón (polielectrónicos) requiere considerar los efectos de las repulsiones interelectrónicas, la penetración orbital hacia el núcleo, el apantallamiento nuclear y un número cuántico adicional –el número cuántico de espin– que especifica la energía intrínseca de un electrón en cualquier orbital. La restricción en cuanto al número de electrones que puede contener un orbitalconduce a la discusión del principio de exclusión de Pauli, las reglas de Hund y el principio aufbau. Todas estas consideraciones son necesarias para entender la organización de la Tabla Periódica de los Elementos

Átomos polielectrónicos

Poder penetrante, apantallamiento y carga nuclear efectiva. Energía de los orbitales hidrogenoideos: inversion de niveles y pérdida de degeneración. Átomos monoelectrónicos
átomos hidrogenoides: solo tienen un electrón

Átomos polielectrónicos
r1
núcleo q=+2e

e1 (x1, y1, z1) r12 r2 e2 (x2, y2, z2)

r
Núcleo q=+Ze

e

V(r) = !

1 Ze2 4"# o r

Aplicamos la ecuación de Schrodinger

Encontramos soluciones exactas

Energía potencial V: ¿cuáles son las contribuciones? #atracción núcleo-electrón 1 #atracción núcleo-electrón 2#repulsión interelectrónica e1-e2 En los átomos multielectrónicos hay que considerar las repulsiones electrón-electrón
La ecuación de Schrödinger no tiene soluciones analíticas para átomos polielectrónicos

Orbitales hidrogenoideos

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Átomos multielectrónicos
! La ecuación de Schrödinger sólo tiene soluciones

Penetracion orbital
!Penetración orbital: Capacidad de los electrones para estar próximos al

analíticas para sistemas monoelectronicos.
" En los átomos multielectrónicos hay que utilizar metodos

núcleo
! Para describir la penetración necesitamos conocer la distribución radial de la

densidad electrónica
" Distribución radial de probabilidad: Probabilidad de encontrar al electrón en una capa

computacionales(Hartree-Fock)

! Aproximación: Considerar los orbitales en los átomos

esférica de radio r y espesor infinitesimal.
" Expresada por la función 4!r2R2(r)

polielectrónicos como si fueran orbitales hidrogenoideos
" su distribución espacial: es aproximadamente la misma que para los

R2 (r )

orbital 1s

hidrogenoideos degeneracion de los orbitales con el mismo valor de n pero diferentel.

Para un orbital 1s

" energía de los electrones: se modifica notablemente. Se pierde la

La densidad de probabilidad radial R2 es máxima en el núcleo La distribución de probabilidad radial 4!r2R2 tiene un comportamiento diferente:
- se anula en el núcleo - es máxima a una distancia que, para el orbital 1s del átomo de hidrogeno, es a0(53pm)
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4! 2r 2R2 (r )...
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