Estructura Atomica y enlaces

CAPITULO 2:
ESTRUCTURA ATOMICA, ENLACES Y PROPIEDADES

TEMAS..
• Qué promueve los enlaces?
• Que tipos de enlaces existen?
• Qué propiedades se pueden modificar por el enlace?

Representación Esquemática del Atomo de Bohr

Carga eléctrica electrón

y protón = 1,60 x 10-19 C

M protón y neutrón = 1,67 x 10-24 g
M electrón = 9,11 x 10-28 g
Número Atómico

Peso Atómico
Fig. 2.1, Callister 7e

.Estructura Atómica
• átomo –

electrones – 9.11 x 10-31 kg
protones
1.67 x 10-27 kg
neutrones

}

• número atómico = # de protones en el núcleo
= # de electrones de especies neutrales

Peso atómico = wt de 6.023 x 1023 moléculas o átomos
1 amu/atom = 1g/mol
C
H

12.011
1.008 etc.

Mecánica Quántica

Fig. 2.3. Comparison of a)
Bohr and b) wavemechanical atom models
in terms of electrondistribution. Callister 7ed.

Estructura Electrónica

Estructura atómica del Na.
Fig. 2.2. Askeland 4ed.

Quantum #

Designación

n = principal (energy level-shell)
l =orbitals
ml = magnetic (orientación)

K, L, M, N, O (1, 2, 3, etc.)
s, p, d, f (0, 1, 2, 3,…, n-1)
1, 3, 5, 7 (-l to +l)

ms = spin

½, -½

Representación Esquemática de Las Capas
y Subcapas

Fig. 2.5-Cap. 2. Callister.

Número de EstadosElectrónicos en algunas
capas y subcapas.

Estados electrónicos en capas.
Y subcapas. Tabla 1-Cap. 2.
Callister 7ed.

ELEMENTOS
• Mayoría de elementos: configuración electrónica no estable.
Element
Hydrogen
Helium
Lithium
Beryllium
Boron
Carbon
...

Atomic #
1
2
3
4
5
6

Electron configuration
1s 1
1s 2
(stable)
1s 2 2s 1
1s 2 2s 2
1s 2 2s 2 2p 1
1s 2 2s 2 2p 2
...

Adapted from Table 2.2,Callister 7e.

Neon
Sodium
Magnesium
Aluminum
...

10
11
12
13

1s 2 2s 2 2p 6
(stable)
1s 2 2s 2 2p 6 3s 1
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
...

Argon
...
Krypton

18
...
36

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
(stable)
...
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 (stable)

• Por qué? Capa de Valencia (externa) usualmente no se
llena completamente

Estados de Energía del Electrón
Electrones...

•tienen estados de energía discretos
• tienden a ocupar el estado de energía más bajo
4d
4p

N-shell n = 4

3d
4s
Energy

3p
3s

M-shell n = 3
Adapted from Fig. 2.4,
Callister 7e.

2p
2s

L-shell n = 2

1s

K-shell n = 1

Configuraciones Electrónicas
ex: Fe - atomic # = 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d 6 4s2
4d
4p

N-shell n = 4 valence
electrons

3d

4s
Energy

3p
3s

M-shell n = 3
Adapted from Fig. 2.4,Callister 7e.

2p
2s

L-shell n = 2

1s

K-shell n = 1

Estructura Atómica
• Electrones de valencia determinan las
siguientes propiedades
1)
2)
3)
4)

Químicas
Eléctricas
Térmicas
Ópticas

give up 1e
give up 2e
give up 3e

• Columnas: Estructura de Valencia Similar

H

accept 2e
accept 1e
inert gases

Tabla Periódica

He

Li Be

O

F Ne

Na Mg

S

Cl Ar

K Ca Sc
Rb Sr

Y

Cs Ba

Se Br Kr
Te

I

XePo At Rn

Fr Ra

Electropositive elements:
Readily give up electrons
to become + ions.

Electronegative elements:
Readily acquire electrons
to become - ions.

Adapted from
Fig. 2.6,
Callister 7e.

Electronegatividad
• Rangos de 0.7 4.0,
• Mayores valores: tendencia a adquirir electrones.

Smaller electronegativity

Larger electronegativity

Adapted from Fig. 2.7, Callister 7e. (Fig. 2.7 isadapted from Linus Pauling, The Nature of the Chemical
Bond, 3rd edition, Copyright 1939 and 1940, 3rd edition. Copyright 1960 by Cornell University.

Enlace Iónico
Na (metal)
unstabl

Cl (nonmetal)
unstable
electron

Na (cation)
stable

+

Coulombic
Attraction

-

Cl (anion)
stable

Enlace iónico. Callister 7ed.

Empaquetamiento en el enlace
iónico. Askeland 4ed.

Enlace Iónico – metal

+

donaelectrones

no-metal
acepta
electrones

Electronegatividades Disimiles
ex: MgO

Mg

1s2 2s2 2p6 3s2
[Ne] 3s2

Mg2+ 1s2 2s2 2p6
[Ne]

O

1s2 2s2 2p4

O2- 1s2 2s2 2p6
[Ne]

Fuerzas y Energías
de Enlace
a) The dependence of repulsive,
Attractive, and net forces on
Interatomic separation for two
Isolated atoms.
b) The dependence of repulsive,
attractive, and net potential energies
on interatomic...