Estructura Electrónica Y Cristalina

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

 (6758&785$ (/(&7521,&$ < &5,67$/,1$ '( /26
62/,'26
a.- estructura atómica
Configuración de un material b.- ordenamiento atómico
(4 niveles)
c.- estructura granular
d.- estructura multifásica

Niveles de estructura de un material
 (VWUXFWXUD DWyPLFD
0RGHOR DWyPLFR GH %RKU (electrones giran en orbitales con E discreta)
protón (+)

Núcleo(masa o peso) neutrón

Estructura electrónica (-)
(número atómico)
nivel K (n = 1)
nivel L (n = 2)
nivel M (n = 3)
1

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

0DVD R SHVR DWyPLFR = peso o masa del núcleo
8QLGDG GH PDVD DWyPLFD: uma = 1/12 masa C12 (isótopo más común del C
1 uma = 1/(6,02 x 1023) gr.
1~PHUR DWyPLFR = N° electrones = N° protones
,VyWRSR = átomos del mismo elemento conigual N° atómico y diferente
masa atómica
(VWUXFWXUD HOHFWUyQLFD, según modelo de Bohr
¾ Los electrones ocupan niveles de energía E discreta alrededor del
núcleo.
¾ Máx. 2 electrones con la misma E.
¾ El estado de E de un electrón está dado por 4 números cuánticos.
i)

Cuántico principal, n : máx de electrones en cada nivel = 2n2
n = 1 (K, máx. 2 electrones)
n = 2 (L, máx. 8 electrones)n = 3 (M, máx. 18 electrones)
n = 4 (N, máx. 32 electrones)

ii)

Cuántico acimutal, O :0 a (n-1)
O = 0 (s, máx. 2 electrones)
O = 1 (p, máx. 6 electrones)
O 2 (d, máx. 10 electrones)
O 3 (f, máx. 14 electrones)
Cuántico magnético, m : +O a –O (máx. de 2 electrones por m )

 

O = 0, m = 0
O = 1, m = 1, 0 y –1

 

iii)

 
 

iv)

Cuántico de espín, ms: principio deexclusión de Pauli (máx. 2
electrones con igual E, pero no pueden girar en el mismo sentido)
2

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

Ejemplo: Distribución de electrones del Na (11 electrones)

Distribución de electrones de varios elementos

Ej.: Ti22 = 1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2
|← Ne →|
|
|←
Ar →|
22
22
Ti = [Ar] 3d 4s
3

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

En el casoanterior

¡

Ti -------G V

¡

¾ acimutal d (máx. de 10 elec.)
¾ Existe un orden de ocupación de los
electrones

0RGHOR DWyPLFR GH OD PHFiQLFD RQGXODWRULD
¾ El electrón presenta la dualidad onda-corpúsculo
¾ El movimiento de un electrón se describe mediante los principios
matemáticos que rigen el movimiento de ondas.
¾ La posición de un electrón se describe como la probabilidad deencontrarlo en una zona alrededor del núcleo (nube electrónica)

Comparación entre el modelo de Bohr (a),
(electrones con energía discreta) y
el modelo de la mecánica ondulatoria (b),
(distribución de probabilidades)

4

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

 (QODFHV DWyPLFRV
¾ Interacción de los electrones de valencia (N° electrones del último
cuántico principal)
D (QODFHVLyQLFRV (transferencia de electrones de valencia)
Ejemplos: Na+ Cl-, K+ Cl-, Ca++ O=

b) (QODFH FRYDOHQWH (compartimiento de electrones)
Ejemplos: SiO4, Diamante, metano (CH4), H2O

electrones compartidos

5

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

¾ Dependiendo del tipo de elemento y N° de electrones compartidos es la
energía y longitud del enlace.

c) (QODFH PHWiOLFR (los electrones devalencia son compartidos por todos
los átomos)

núcleo y electrones
QR de valencia
electrones libres
(conductividad eléctrica)

6

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

d) )XHU]DV GH 9DQ GHU :DDOV (atracción electrostática entre dipolos)
Ejemplo: gases nobles (8 electrones último principal, estabilidad atómica)
T° altas: monoatómicos
(vibración térmica)

T° bajas: atraccióndébil (dipolos)

Ejemplo: agua

¾ Influencia del tipo de enlace atómico en las propiedades eléctricas

conductor
aislante
semiconductor
7

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

 )XHU]DV LQWHUDWyPLFDV \ HQHUJtDV GH HQODFHV
Dos átomos están en equilibrio si:

D[  E[

¥

¤

(

³ )  )  G[

¢

¢

¾ La energía potencial neta pasa por un mínimo → (

£

£

¾...