Química:tabla períodica

Capítulo 1. ESTRUCTURA ATÓMICA, TABLA PERIÓDICA
Y ENLACE QUÍMICO.
1.1.

Introducción

Al inicio de este curso debemos refrendar uno de sus principales objetivos: establecer una relación entre los niveles macroscópico (propiedades) y microscópico (configuración electrónica y enlace
químico) de la materia.
Como se ha visto en el Curso Propedéutico hay una perfecta correlación entre laestructura
atómica y la moderna tabla periódica; en ésta los grupos o familias de elementos y los periodos tienen su explicación última en la configuración electrónica.
A partir de los conceptos de valencia y electrones de valencia se puede plantear la teoría del
enlace químico; es decir, cómo es que los átomos se combinan para formar moléculas ó compuestos,
para dar lugar a la gran cantidad desustancias diferentes conocidas.
Estos conocimientos resultan esenciales y están a la base de la comprensión de las diferentes
propiedades entre compuestos moleculares, iónicos, polares, metálicos, etc.
1.2.

Teoría atómica moderna y orbitales

Como ya es sabido, la teoría atómica moderna y en consecuencia la estructura atómica que actualmente reconocemos como
válida, es fruto de variasdécadas de estudios y experimentos que
poco a poco nos han permitido ir entendiendo cómo está hecho el
átomo y cómo funciona.
Es frecuente que los estudiantes de secundaria lleguen a la
universidad con una idea hasta cierto punto errada del átomo, pues
el modelo atómico que mejor suelen recordar y asociar con la estructura atómica es el modelo atómico de Böhr (figura 1.1), el
cual se asemeja a unsistema planetario en miniatura: el núcleo
hace las veces de un sol y los electrones giran en órbitas a su
alrededor como lo hacen los planetas alrededor del sol.

Figura 1.1. Modelo atómico de
Böhr.

El moderno concepto de orbital, introducido por la mecánica cuántica a partir del principio de incertidumbre de Heisemberg y la ecuación de onda de Schrödinger
(Capítulo 2 de los Apuntes deClases del Curso Propedéutico), entendido como una región del espacio
donde la probabilidad de encontrar al electrón es máxima, se recuerda menos. La diferencia, sin
embargo, es clara y no deberíamos confundir una órbita con un orbital. La órbita de los planetas es una
línea curva y cerrada, conocida con tal precisión que los eclipses (alineamiento de planetas con el sol y/o
satélites) puedenpredecirse con siglos de antelación.
En el caso de los electrones girando alrededor del núcleo sucede lo contrario: nunca
sabemos con precisión dónde se encuentran,
motivo por el cual se trazan orbitales o zonas
dentro de las cuales la probabilidad de encontrarlos es máxima (densidad o nube electrónica,
figura 1.2).
Figura 1.2. Tres formas de representar un orbital 1s
En cierta medidacontribuye a la confudel átomo de hidrógeno.
sión el hecho de los profesores solemos usar
también el modelo de Böhr cuando nos referimos al átomo y queremos esquematizarlo, pues es mucho
más fácil de dibujar que el átomo moderno.

Química General 1
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1.3.

Configuración electrónica y tablaperiódica

Una vez desvelado el misterio de la estructura atómica mediante la resolución de la ecuación de
onda de Schrödinger y los números cuánticos se desveló también la relación entre la estructura atómica y la tabla periódica.
La tabla periódica de Dimitri Mendeleiev y Lothar Meyer (1869)
era muy parecida a la actual, pues si bien ordenaba los elementos en
base a su peso atómico, lo hacíaprincipalmente en base a sus propiedades. Por este motivo presentaba varias excepciones o discordancias
entre pesos atómicos y propiedades. Estas discordancias desaparecieron
cuando se descubrió la estructura atómica y los elementos se organizaron en base a su número atómico (Z = número de protones en el núcleo).
Los números cuánticos y la conocida regla del serrucho (o regla
de Moeller,...