estructura atomica
Páginas: 15 (3673 palabras)
Publicado: 4 de mayo de 2014
CAPÍTULO 2: Estructura atómica y enlace
Los orbitales atómicos representan la probabilidad estadística de que los electrones ocupen diversos puntos en el espacio. Salvo por los electrones más internos de los átomos, las formas de los orbitales no son esféricas. Hasta hace poco sólo se podía imaginar la existencia y la forma de estos orbitales, dado que no se contaba con pruebasexperimentales. Recientemente, los científicos han podido crear imágenes tridimensionales de estos orbitales, empleando para ello una combinación de técnicas de difracción de rayos X y microscopia electrónica.
2.1 LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS
Los átomos constan principalmente de tres partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. El actual modelo simple de un átomo considera un núcleo muypequeño de aproximadamente 10−14 m de diámetro, rodeado por una nube de electrones relativamente poco dispersa y de densidad variable, de tal suerte que el diámetro del átomo es del orden de 10−10 m.
El núcleo constituye casi toda la masa del átomo y contiene protones y neutrones. Un protón tiene una masa de 1.673 × 10−24 g y una carga unitaria de +1.602 × 10−19 culombios (C). El neutrón es ligeramentemás pesado que el protón y tiene una masa de 1.675 × 10−24 g, pero no tiene carga.
El electrón tiene una masa relativamente pequeña de 9.109 × 10−28 g ( de la del protón) y una carga unitaria de −31.602 × 10−19 C (con la misma carga, pero de signo opuesto a la del protón).
La nube de carga electrónica constituye así casi todo el volumen del átomo, pero sólo representa
una parte muy pequeña desu masa. Los electrones, en especial los más externos, determinan la mayoría de las propiedades eléctricas, mecánicas, químicas y térmicas de los átomos y, por consiguiente, es importante un conocimiento básico de la estructura atómica para el estudio de los materiales de ingeniería.
2.2 NÚMEROS ATÓMICOS Y MASAS ATÓMICAS
2.2.1 Números atómicos
El número atómico de un átomo indicael número de protones (partículas cargadas positivamente) que están en su núcleo y en un átomo neutro, el número atómico es también igual al número de electrones de su nube de carga. Cada elemento tiene su propio número atómico característico y, de este modo, el número atómico define al elemento. Los números atómicos de los elementos desde el hidrógeno, que tiene un número atómico de 1, hasta elhahnio, cuyo número atómico es 105,
2.2.2 Masas atómicas
La masa atómica relativa de un elemento es la masa en gramos de 6.023 × 1023 átomos (número de AvogadroNA) de ese elemento. Las masas atómicas relativas de los elementos, desde el 1 hasta el 105, se localizan debajo de los símbolos atómicos en la tabla periódica de los elementos . El átomo de carbono, que tiene 6 protones y 6 neutrones, esel átomo de carbono 12 y su masa es la masa de referencia de las masas atómicas. Una unidad de masa atómica ( u ) se define exactamente como un doceavo de la masa de un átomo de carbono que tiene una masa de 12 u. Una masa atómica relativa molar de carbono 12 tiene una masa de 12 g en esta escala. Un mol-gramo o mol (abreviado, mol) de un elemento se define como el número en gramos de eseelemento igual al número que expresa su masa atómica relativa molar. Así, por ejemplo, 1 mol-gramo de aluminio tiene una masa de 26.98 g y contiene 6.023 ×
1023 átomos.
2.3 LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS
2.3.1 El átomo de hidrógeno
El átomo de hidrógeno es el átomo más simple y consta de un electrón que rodea a un núcleo de un protón. Si se considera el movimiento del electrón delhidrógeno alrededor de su núcleo, sólo se permiten determinados niveles (orbitales) de energía definidos. Es importante señalar que el término “orbital atómico” no representa la órbita de un electrón alrededor del núcleo; representa tan sólo el estado energético del electrón. La razón de los valores restringidos de energía es que los electrones cumplen las leyes de la mecánica cuántica que sólo...
Los orbitales atómicos representan la probabilidad estadística de que los electrones ocupen diversos puntos en el espacio. Salvo por los electrones más internos de los átomos, las formas de los orbitales no son esféricas. Hasta hace poco sólo se podía imaginar la existencia y la forma de estos orbitales, dado que no se contaba con pruebasexperimentales. Recientemente, los científicos han podido crear imágenes tridimensionales de estos orbitales, empleando para ello una combinación de técnicas de difracción de rayos X y microscopia electrónica.
2.1 LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS
Los átomos constan principalmente de tres partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. El actual modelo simple de un átomo considera un núcleo muypequeño de aproximadamente 10−14 m de diámetro, rodeado por una nube de electrones relativamente poco dispersa y de densidad variable, de tal suerte que el diámetro del átomo es del orden de 10−10 m.
El núcleo constituye casi toda la masa del átomo y contiene protones y neutrones. Un protón tiene una masa de 1.673 × 10−24 g y una carga unitaria de +1.602 × 10−19 culombios (C). El neutrón es ligeramentemás pesado que el protón y tiene una masa de 1.675 × 10−24 g, pero no tiene carga.
El electrón tiene una masa relativamente pequeña de 9.109 × 10−28 g ( de la del protón) y una carga unitaria de −31.602 × 10−19 C (con la misma carga, pero de signo opuesto a la del protón).
La nube de carga electrónica constituye así casi todo el volumen del átomo, pero sólo representa
una parte muy pequeña desu masa. Los electrones, en especial los más externos, determinan la mayoría de las propiedades eléctricas, mecánicas, químicas y térmicas de los átomos y, por consiguiente, es importante un conocimiento básico de la estructura atómica para el estudio de los materiales de ingeniería.
2.2 NÚMEROS ATÓMICOS Y MASAS ATÓMICAS
2.2.1 Números atómicos
El número atómico de un átomo indicael número de protones (partículas cargadas positivamente) que están en su núcleo y en un átomo neutro, el número atómico es también igual al número de electrones de su nube de carga. Cada elemento tiene su propio número atómico característico y, de este modo, el número atómico define al elemento. Los números atómicos de los elementos desde el hidrógeno, que tiene un número atómico de 1, hasta elhahnio, cuyo número atómico es 105,
2.2.2 Masas atómicas
La masa atómica relativa de un elemento es la masa en gramos de 6.023 × 1023 átomos (número de AvogadroNA) de ese elemento. Las masas atómicas relativas de los elementos, desde el 1 hasta el 105, se localizan debajo de los símbolos atómicos en la tabla periódica de los elementos . El átomo de carbono, que tiene 6 protones y 6 neutrones, esel átomo de carbono 12 y su masa es la masa de referencia de las masas atómicas. Una unidad de masa atómica ( u ) se define exactamente como un doceavo de la masa de un átomo de carbono que tiene una masa de 12 u. Una masa atómica relativa molar de carbono 12 tiene una masa de 12 g en esta escala. Un mol-gramo o mol (abreviado, mol) de un elemento se define como el número en gramos de eseelemento igual al número que expresa su masa atómica relativa molar. Así, por ejemplo, 1 mol-gramo de aluminio tiene una masa de 26.98 g y contiene 6.023 ×
1023 átomos.
2.3 LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS
2.3.1 El átomo de hidrógeno
El átomo de hidrógeno es el átomo más simple y consta de un electrón que rodea a un núcleo de un protón. Si se considera el movimiento del electrón delhidrógeno alrededor de su núcleo, sólo se permiten determinados niveles (orbitales) de energía definidos. Es importante señalar que el término “orbital atómico” no representa la órbita de un electrón alrededor del núcleo; representa tan sólo el estado energético del electrón. La razón de los valores restringidos de energía es que los electrones cumplen las leyes de la mecánica cuántica que sólo...
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