Apuntes estructura electrónica y propiedades periódicas

UTEM

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
METROPOLITANA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Coordinación QUI -615

APUNTES: Estructura Electrónica y Propiedades de la Tabla Periódica
El átomo, descrito sencillamente, está compuesto por otras tres partículas subatómicas, el protón, electrón y
neutrón. Los cuales determinan en gran medida su comportamiento químico. El electrón posee una carga -1,602x10-9 Cmientras que la del protón es exactamente igual, pero positiva (+1,602x10 -9 C). Los neutrones por su parte, son
eléctricamente neutros.
Protones y neutrones componen el núcleo, con un diámetro y volumen extremadamente pequeño. Prácticamente
todo el volumen está determinado por el espacio que ocupan los electrones, los cuales son atraídos por la fuerza positiva del
núcleo.

Figura 1: Esquemabásico de la composición de un átomo.

Figura 2: Representación del volumen de un átomo

Desde la época de Rutherford, los físicos han aprendido mucho acerca de la composición detallada de los núcleos atómicos.
Los electrones son atraídos hacia los protones del núcleo por fuerzas que existen entre partículas de carga opuesta. La masa
de los átomos son extremadamente pequeñas, por ejemplo el átomomás pesado que se conoce es del orden de 4x10-22 g.
dado que se hace engorroso expresar masas tan pequeñas en estas unidades; muchas veces es preferible usar unidad de masa
atómica (uma).

uma

Tabla 1: Masas y cargas para
las partículas subatómicas.

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1 uma = 1,66054 x 10 g
¿Qué hace que los átomos sean diferentes?
Todos los átomos de un elemento poseen igual número de protonesen el núcleo y con ello, están en función el
número de neutrones y electrones. Por ejemplo para un átomo neutro, el número de electrones debe ser igual al número de
protones. El núcleo de un mismo elemento puede variar en el número de neutrones del núcleo, pero no en el de protones.
Como es el caso del C, que en su mayoría posee 6 protones y 6 neutrones, sin embargo hay átomos de C con 7 o másneutrones en su núcleo.

X

A  número másico
Z  número atómico

El número másico (A) corresponde al número de protones más neutrones. Z corresponde al número de protones. Para un
átomo neutro, el número de electrones es igual. Como dijimos antes, si existen variaciones en el número de neutrones, esto
afectará la masa del átomo, pero jamás el número de protones, que para un mismoelemento se mantiene intacto.
Estos átomos con variaciones en el número de neutrones, son llamados: ISÓTOPOS

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Isotopos: átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico (Z) pero diferente número másico (A), por lo
tanto se diferencian en la cantidad de neutrones.

Figura 4: Isótopos delhidrógeno

Figura 5: Algunos isótopos presentes en la naturaleza

La masa de cada isotopo se expresa en unidades de masa atómica (uma), siendo esta la doceava parte de la masa del núcleo
del isótopo más abundante, el carbono-12. La mayor parte de los elementos están presentes en la naturaleza como mezcla de
isótopos. Y su masa atómica promedio la podemos determinar de la siguiente forma:Masa atómica (uma) =

(Masa de primer isotopo x porcentaje (%) “abundancia relativa”) +
(Masa del segundo isotopo x porcentaje (%) “abundancia relativa”) +
(Masa del tercer isotopo x porcentaje (%) “abundancia relativa”) + ………

100 %
Configuración electrónica
A través de Z podemos conocer el número de protones y de electrones del átomo. Es por ello, que con algunas indicaciones,
podemosdeterminar la posición más probable de todos los electrones de la especie. Ya sea un isótopo, o elementos neutros
y cargados. Para determinar la distribución de los electrones en el átomo, hay que seguir los siguientes principios:
Principio de exclusión de Pauli: en un mismo átomo no puede haber dos electrones con los cuatro valores de los números
cuánticos iguales. Por tanto, en cada orbital...