Química

Tema 7
Estructura electrónica de los átomos II
1. Dualidad onda - corpúsculo 2. El principio de incertidumbre de Heisenberg. 3. Mecánica cuántica ondulatoria. 3.1. Ondas estacionarias. 3.2. Funciones de onda. 4. Números cuánticos y orbitales atómicos 4.1. Asignación de los números cuánticos 4.2. Capas y subcapas principales 5. El cuarto número cuántico. El espín del electrón. 6. Átomospolielectrónicos. 7. Configuraciones electrónicas. 7.1 Reglas para la distribución de los electrones en los orbitales. 7.2. Representación de las configuraciones electrónicas. 7.3 El método “Aufbau” o de “construcción progresiva”. Pag.4 Pag.5 Pag.7 Pag.9 Pag.9 Pag.11 Pag.11 Pag.12 Pag.14 Pag.15 Pag.17 Pag. 17 Pag. 18 Pag.19

1   

Tema 7
Estructura electrónica de los átomos II.

Apéndices:
1.Origen de la ecuación de De Broglie para la longitud de onda asociada a una partícula material subatómica (o microscópica)…..…………………………………………………..21

2. Deducción de ecuación que expresa la hipótesis del modelo de Bohr para el radio de las órbitas estacionarias del electrón en el átomo de hidrógeno, a partir de la hipótesis ondacorpúsculo de De Broglie….…………………………………………………………………22

3. Algunasideas adicionales acerca de la ecuación que expresa el principio de incertidumbre (o indeterminación) de Heisenberg……………………….…………………………………….23

4. Ecuación en valores propios del operador hamiltoniano en la mecánica ondulatoria: Autofunciones y autovalores. ………………………………………………………………24

5. Probabilidad electrónica orbital en una capa esférica de radio r. Función de distribución radial.…………………………………………………………………………………………25

6. Valores del número cuántico de momento magnético orbital “ml” para un valor dado del número cuántico principal “n”………………………………………………………………26 7. Interpretación de los planos nodales: orbitales p….……………………………………..27

2   

Tema 7
Estructura electrónica de los átomos II.
FIGURAS: Figura 7.1:”Experimento mental (virtual)” que ilustra el principio de incertidumbre de Heisenberg. Pag.7Figura 7.2: Onda viajera transversal: a) a lo largo de una cuerda ilimitada y b) a lo largo de una cuerda limitada con los extremos fijos (ondas estacionarias). Pag.7 Figura 7.3: Ondas materiales de De Broglie de un electrón: a) estacionarias, correspondientes a órbitas permitidas y b) no estacionarias, correspondientes a órbitas prohibidas. Pag.8 Figura 7.4: Representaciones de la probabilidad y de ladensidad de carga del electrón para un orbital 1s…………………………………………………………………..Pag.10 Figura 7.5.Representaciones de la probabilidad y de la densidad de carga del electrón para un orbital 2s…………………………………………………………………..Pag.10 Figura 7.6. Representaciones de la probabilidad y de la densidad de carga del electrón para un orbital 2p. Pag.13 Figura 7.7. Representaciones de los tres orbitales 2p Figura7.8. Representaciones de los 5 orbitales d. Pag.14 Pag.14

Figura 7.9. Visualización: a) del espín del electrón y b) del experimento de Stern y Gerlach……………………………………………………………………………..Pag.15 Figura 7.10. Diagrama de niveles de energía del hidrógeno y de otros átomos (Li, Na, K) de los orbitales para las tres primeras capas electrónicas………………………Pag.16 Figura. 7.11. Orden de llenado de las subcapaselectrónicas………………………Pag.18

3   

Tema 7
Estructura electrónica de los átomos II
En el tema anterior se han mencionado tanto algunos de los éxitos de la teoría atómica de Bohr como su incapacidad para tratar los átomos polielectrónicos. Aproximadamente, una década después del trabajo de Bohr sobre el hidrógeno, dos ideas claves propiciaron una nueva aproximación denominada “mecánicacuántica”, uno de cuyos formalismos, el de la mecánica ondulatoria, precedido de la exposición de ambas ideas claves, esto es, la de la hipótesis ondacorpúsculo de De Broglie y la del principio de incertidumbre (o indeterminación) de Heisenberg, serán abordadas en el presente capítulo. 1. Dualidad onda – corpúsculo (partícula) Vimos en el capítulo precedente cómo, para explicar...