funda quimicos

Fundamentos Químicos
de la Ciencia de Materiales
1. Estructura atómica de los elementos químicos.
- Núcleo, Corteza
- Configuración electrónica, Sistema periódico
2. Enlaces atómicos.
- Covalente
- Iónico
- Metálico
- Enlaces débiles

Estructura atómica de los elementos
químicos
Conceptos fundamentales
Los átomos están constituidos fundamentalmente por
partículas subatómicas:protones, neutrones y electrones.

tres

Núcleo: Protones + Neutrones
Corteza: Electrones
Masa (g)

Carga (C)

Protón

1.673 x 10-24

+1.602 x 10-19

Neutrón

1.675 x 10-24

0

Electrón

9.109 x 10-28

-1.602 x 10-19

Estructura atómica de los elementos
químicos
Conceptos fundamentales
Número atómico Z = número de protones
Masa atómica A = Protones + Neutrones = Z +N
Isótopos = átomos con igual Z y diferente N
Unidad de masa atómica (uma) = 1/12 masa del carbono 12 (12C)
Peso molecular: Suma de las masas atómicos de los elementos
constituyentes.
1 uma/átomo = 1 g/mol
1 mol tiene 6.023 x 1023 (nº de Avogadro) átomos o moléculas o
partículas o…

Estructura atómica de los elementos
químicos
Modelo atómico de Bohr
No todas las órbitas estánpermitidas,
solamente las que tienen un determinado
valor de la energía (niveles o estado
energéticos)
Fotón

Fotón
hν

hν

n=1

n=1

n=2

n=2

n=3

n=3

(a) Energía absorbida

∆E = hυ

hc
∆E =
λ

(b) Energía emitida

Para el átomo de Hidrógeno:

E=

− 13,6 eV
n2

Energía de Ionización = -13.6 eV

Estructura atómica de los elementos
químicos
Modelo atómico demecánica
ondulatoria
Se considera al electrón en movimiento
según la dualidad onda-partícula y por ello
su movimiento se describe según los
modelos matemáticos que rigen el
movimiento ondulatorio.
Se define
electrónico.

el

concepto

de

orbital

Principio de indeterminación: Heisenberg (Premio Nobel de Física 1932)http://enciclopedia.us.es/index.php/Principio_de_indeterminaci%C3%B3n_de_Heisenberg
Ecuación de Schödinger (http://www.lawebdefisica.com/dicc/schrodinger/ )

Estructura atómica de los elementos
químicos
Números Cuánticos
El numero cuántico principal n. El
numero cuántico principal n
corresponde a la n de la ecuación
de Bohr.
El numero cuántico secundario l.
Este numero cuántico especifica
el subnivel dentro de los
comprendidos entre losniveles
principales.

n

n = 1, 2, 3, 4, …

Enteros
positivos

l

l = 0, 1, 2, 3,…, n valores
n-1

m -l,…, 0,…, +1

2l +1

s

2

+1/2, -1/2

Número cuántico magnético ml. Especifica la orientación espacial de
un orbital atómico.
Número cuántico de espín electrónico ms. Especifica la dirección en
la un electrón gira en torno a su propio eje.

Estructura atómica de loselementos químicos
En los modelos atómicos
actuales (cuánticos) se
cambia el concepto de
órbita electrónica por el
de orbital electrónico:
corresponde a la región
del espacio que rodea a un
núcleo atómico en donde la
probabilidad de encontrar
un
electrón
resulta
superior al 95%.

Tipo “p”:
son 3 orbitales
alineados con las
3 direcciones
espaciales

Tipo “s”
Tipo “d”:
son 5orbitales

d z2

d x2-y2

Estructura atómica de los elementos
químicos
Principio de Exclusión de Pauli:
Dos electrones no pueden tener sus cuatro números
cuánticos iguales
La configuración electrónica es el modo en que se van
ocupando estos estados.
Notación: el primer número cuántico principal seguido de una letra que
indica el orbital s, p, d o f. Los superíndices sobre las letrasdel orbital
indican los electrones que contiene cada orbital.

Estado fundamental: Cuando todos los electrones
ocupan las energías más bajas de todas las posibles

Estructura atómica de los elementos
químicos
Configuraciones
electrónicas

Sistema periódico

Columnas = grupos

Filas = Períodos

Sistema periódico
El ordenamiento se hace de acuerdo al relleno de
los niveles...