Tp 2 Estructura De Átomos Y Moléculas (Inorgánica I Fcen)
Páginas: 13 (3157 palabras)
Publicado: 7 de octubre de 2012
INFORME TRABAJO PRÁCTICO Nº2
ESTRUCTURA DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
Introducción:
El presente trabajo pretende ejemplificar y vincular con la realidad parte de aquello que se lee en libros de química o se escucha en clases teóricas. Se trabajará con parámetros atómicos y moleculares, como energías de ionización, energías de unión o disociación moleculares, energías de interacciónintermolecular, longitudes de enlace, entre otros. La experiencia constó de dos etapas, una computacional y otra experimental. En la primera se aprovecharon los recursos que brinda la química computacional, basados en la resolución de la ecuación de Schrödinger, para calcular las magnitudes antes mencionadas. El programa que se utilizó para ello es el Hyperchem. En la segunda etapa, se analizó espectros deemisión atómica y espectros de absorción molecular. Se busca comprender la relación existente entre la absorbancia y la concentración de una muestra. El desafío final es utilizar la información recolectada a lo largo del experimento para determinar la concentración de una muestra incógnita a partir de la medición de su absorbancia.
PARTE COMPUTACIONAL
a) Átomos: Energías de IonizaciónObjetivos:
El objetivo de esta sección es calcular las energías de ionización de átomos de un mismo periodo, para luego compararlas con valores tabulados y determinar, si es posible, alguna tendencia en los resultados.
Introducción teórica:
[ ] La energía de ionización (o primer energía de ionización) es la cantidad mínima de energía que se necesita para separar al electrónmenos fuertemente unido de un átomo aislado en fase gaseosa para formar su catión (de carga +1). Es una medida de cuán fuertemente son atraídos los electrones de la última capa por el núcleo.
Una forma de calcularla es a partir de la energía que tienen los átomos neutros y sus respectivos cationes, según:
E catión – E átomo neutro = E ionización(1)
Al observar en una tabla periódica las energías de ionización correspondientes a elementos de un mismo período, se nota que la tendencia general es aumentar de izquierda a derecha. Esto se debe al incremento de la carga nuclear efectiva, Zef. Se llama carga nuclear efectiva a la atracción que experimentan los electrones de los niveles más externos por el núcleo. Es unamedida de la carga situada en el núcleo que ejerce atracción sobre cada uno de los electrones del átomo. La carga nuclear efectiva, que experimentan los electrones de los niveles más externos es menor a la carga nuclear real, ya que la atracción entre el núcleo y estos electrones se ve compensada en forma parcial por la repulsión interelectrónica. Al aumentar el número de protones en el núcleo a lolargo de un mismo período, siendo el número de electrones internos prácticamente constante, se incrementa también Zef y por lo tanto se necesita más energía para arrancar un electrón del último nivel.
Procedimiento:
El programa Hyperchem calcula la energía de los átomos, si se especifica la carga y multiplicidad de spin de éstos. Se busca entonces determinar estas magnitudes, calcular laenergía de un átomo y su catión, y a partir de la ecuación (1) obtener las energías de ionización deseadas.
Energías de ionización:
Elemento Átomo Ion E.I. calculada (Kcal/mol) [ ]E.I. tabulada
(Kcal/mol)
Multiplicidad Carga Energía (Kcal/mol) Multiplicidad Carga Energía (Kcal/mol)
Li 2 0 -4631,969725 1 +1 -4509,970120 121,99961 124,40
Be 1 0 -9090,617485 2 +1 -8904,342255186,27523 215,10
B 2 0 -15304,807540 1 +1 -15120,705206 184,10234 191,45
C 3 0 -23519,728031 2 +1 -23269,501522 250,22651 259,80
N 4 0 -33951,647456 3 +1 -33629,033857 322,61360 335,33
O 3 0 -46682,728168 4 +1 -46409,947022 272,78114 314,19
F 2 0 -62026,184536 3 +1 -61670,854434 355,33010 401,98
Tabla 1: se muestran las energías totales de átomos no excitados del segundo período, la...
ESTRUCTURA DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS
Introducción:
El presente trabajo pretende ejemplificar y vincular con la realidad parte de aquello que se lee en libros de química o se escucha en clases teóricas. Se trabajará con parámetros atómicos y moleculares, como energías de ionización, energías de unión o disociación moleculares, energías de interacciónintermolecular, longitudes de enlace, entre otros. La experiencia constó de dos etapas, una computacional y otra experimental. En la primera se aprovecharon los recursos que brinda la química computacional, basados en la resolución de la ecuación de Schrödinger, para calcular las magnitudes antes mencionadas. El programa que se utilizó para ello es el Hyperchem. En la segunda etapa, se analizó espectros deemisión atómica y espectros de absorción molecular. Se busca comprender la relación existente entre la absorbancia y la concentración de una muestra. El desafío final es utilizar la información recolectada a lo largo del experimento para determinar la concentración de una muestra incógnita a partir de la medición de su absorbancia.
PARTE COMPUTACIONAL
a) Átomos: Energías de IonizaciónObjetivos:
El objetivo de esta sección es calcular las energías de ionización de átomos de un mismo periodo, para luego compararlas con valores tabulados y determinar, si es posible, alguna tendencia en los resultados.
Introducción teórica:
[ ] La energía de ionización (o primer energía de ionización) es la cantidad mínima de energía que se necesita para separar al electrónmenos fuertemente unido de un átomo aislado en fase gaseosa para formar su catión (de carga +1). Es una medida de cuán fuertemente son atraídos los electrones de la última capa por el núcleo.
Una forma de calcularla es a partir de la energía que tienen los átomos neutros y sus respectivos cationes, según:
E catión – E átomo neutro = E ionización(1)
Al observar en una tabla periódica las energías de ionización correspondientes a elementos de un mismo período, se nota que la tendencia general es aumentar de izquierda a derecha. Esto se debe al incremento de la carga nuclear efectiva, Zef. Se llama carga nuclear efectiva a la atracción que experimentan los electrones de los niveles más externos por el núcleo. Es unamedida de la carga situada en el núcleo que ejerce atracción sobre cada uno de los electrones del átomo. La carga nuclear efectiva, que experimentan los electrones de los niveles más externos es menor a la carga nuclear real, ya que la atracción entre el núcleo y estos electrones se ve compensada en forma parcial por la repulsión interelectrónica. Al aumentar el número de protones en el núcleo a lolargo de un mismo período, siendo el número de electrones internos prácticamente constante, se incrementa también Zef y por lo tanto se necesita más energía para arrancar un electrón del último nivel.
Procedimiento:
El programa Hyperchem calcula la energía de los átomos, si se especifica la carga y multiplicidad de spin de éstos. Se busca entonces determinar estas magnitudes, calcular laenergía de un átomo y su catión, y a partir de la ecuación (1) obtener las energías de ionización deseadas.
Energías de ionización:
Elemento Átomo Ion E.I. calculada (Kcal/mol) [ ]E.I. tabulada
(Kcal/mol)
Multiplicidad Carga Energía (Kcal/mol) Multiplicidad Carga Energía (Kcal/mol)
Li 2 0 -4631,969725 1 +1 -4509,970120 121,99961 124,40
Be 1 0 -9090,617485 2 +1 -8904,342255186,27523 215,10
B 2 0 -15304,807540 1 +1 -15120,705206 184,10234 191,45
C 3 0 -23519,728031 2 +1 -23269,501522 250,22651 259,80
N 4 0 -33951,647456 3 +1 -33629,033857 322,61360 335,33
O 3 0 -46682,728168 4 +1 -46409,947022 272,78114 314,19
F 2 0 -62026,184536 3 +1 -61670,854434 355,33010 401,98
Tabla 1: se muestran las energías totales de átomos no excitados del segundo período, la...
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