Estructura Electrónica Y Cristalina
(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...
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