Download ESTRUCTURA ATOMICA Y TABLA PERIODICA

Estructura Atómica y Tabla
Periódica
SEMANA 01 ---- 2017
Isabel Fratti de Del Cid
DIAPOSITIVAS CON IMÁGENES, E ILUSTRACIONES,
CORTESÍA DE LICDA.: LILIAN GUZMÁN
2017
ATOMO
2
2
2
Es la partícula mas pequeña de un
elemento que mantiene sus características.
Todos los átomos de un elemento son
característicos de ese elemento y diferentes
de los otros elementos.
Los átomos son representados por modelos
atómicos
que han variado y han sido
modificados a través del tiempo.
MODELOS ATOMICOS a través del tiempo
3
Estructura básica del átomo
4
 Núcleo: parte central muy pequeña, posee carga
positiva, y prácticamente toda la masa del átomo.
 Aquí hallamos Protones (+) y neutrones sin carga(o);
por eso la carga del núcleo es positiva.
 Nube de electrones: región extranuclear en ella
se hallan los electrones (-) a altas velocidades.Esta
región tiene carga negativa.
 Recordar que el átomo tiene igual número de
protones (+) que electrones (-), por eso el átomo es
NEUTRO.
PARTICULAS SUB-ATOMICAS
6
El átomo esta formado de muchas partículas sub
atómicas, Entre las principales tenemos:
PROTONES(p, p+): Partículas que tienen una
carga positiva y una masa que es aproximada de
1 uma ( se halla en el núcleo).
NEUTRONES (n, no): Partículas neutras con una
masa un poco mayor 1uma(se halla en el núcleo)
ELECTRONES(e-): Partículas con carga negativa
y una masa muy pequeña (respecto al protón, y el
neutrón, por eso para efectos prácticos se
considera despreciable ) se hallan fuera del
núcleo.
Partículas subatómicas fundamentales
partícula
Símbolo
Protón
p ó p+
Neutrón
n ó n0
Electrón
e-
Carga
Masa
(uma)
+
1.007
(positiva)
0
(neutra )
1.008
0.00055
(negativa)
Ubicación
En el
átomo
núcleo
núcleo
Fuera del
núcleo
Esquema básico de un átomo
7
Número atómico y número de masa8
NÚMERO ATÓMICO:
Es igual al número de protones en el núcleo de un
átomo. Es igual al número que ocupa en la tabla
periódica. Este número identifica al elemento.
Debido a que el átomo es eléctricamente neutro el
número atómico también corresponde al número de
electrones que el átomo posee.
NÚMERO DE MASA: Es la suma del número de
protones mas el número de neutrones en un
átomo. ( tanto protones como neutrones se hallan
en el núcleo).
Números usados para determinar el # de
protones, electrones y neutrones en un átomo.
9
NUMERO DE MASA = # DE PROTONES + # DE NEUTRONES
NUMERO ATOMICO = # DE PROTONES.
Por lo tanto el # neutrones se calcula así:
#Neutrones = Número de masa- Numero atómico.
ISOTOPOS
10
Átomos del mismo elemento que tienen el
mismo número atómico pero diferente número de
masa, lo que se debe a que poseen diferente
número de neutrones.
Ejemplo de el # de protones, electrones y
neutrones en isotopos 11
de un mismo elemento.
Note:
Isotopo
No cambia
24
Ni el Número
Mg
De Protones 12
Ni electrones
25
SOLO el
Mg
Número de
12
Neutrones
26
12Mg
# PROTO
NES
# ELEC
TRONES
# NEUTRONES
12
12
12
12
12
13
12
12
14
REPRESENTACIÓN DE LOS ISOTOPOS
12
Los isotopos se pueden representar de las
siguientes maneras:
24
Mg
12
Magnesio-24
Mg-24
Note que se hace énfasis en indicar la masa del isótopo
(24) ya que el número atómico es el mismo (12) para
todos los isótopos del Mg, y de cualquier otro
isotopono es necesario indicarlo en todas las
representaciones.
EJERCICIO : complete la siguiente tabla con las
características de los isotopos dadas.
13
Nombre del
elemento
Represen
tación
#
atómico
# de
masa
# de
protones
# de
neutrones
38
50
15
15
7N
Calcio
42
14
56
16
138
# de
electrones
EJERCICIOS para realizar en clase.
14
1-Los dos isotopos mas abundantes del estaño tienen
números de masa 120 y 118 . Escriba la representación de
cada isótopo y calcule :cuántos protones y neutrones
tiene cada isotopo.
2. Escriba la representación para isotopos que posen:
a) 4 protones y 5 neutrones____________
b) 26 electrones y 30 neutrones__________
c) Un número de masa 24 y 13 neutrones:
Ejemplo de isótopos usado para el diagnóstico y
tratamiento de algunas enfermedades
15
ISOTOPO
APLICACIÓN MEDICA
Ce-141
Tubo digestivo, medida de flujo sanguíneo hacia el miocardio
Ga-67
Imagen abdominal, detección de tumores
Ga-68
Detección de cáncer pancreático
P-32
Tratamiento de leucemia, cáncer pancreático
I-125
Tratamiento de cáncer cerebral , detección de osteoporosis
I-131
Imagen tiroidea, tratamiento de cáncer de tiroides y próstata.
Sr-85
Detección de lesiones óseas, escáner cerebral
Tc-99m
El mas empleado en medicina nuclear
Imágenes de esqueleto , musculo cardiaco, cerebro, hígado,
pulmones, bazo, riñones y tiroides.
PESO ATÓMICO
16
Es la masa de un átomo expresada en uma
(unidades de masa atómica). Se calcula
obteniendo el promedio de los pesos de sus
isotopos según el % de su existencia en la
naturaleza. Esta es la razón por que en la tabla
periódica, la mayoría de los pesos atómicos, no son
números enteros sino poseen fracciones. Ejemplo:
Hidrogeno (H): 1.00797
Cloro (Cl) : 35.453
Antimonio (Sb): 121.75
Tabla periódica actual
17
Los más de 100 elementos reconocidos ( entre los
hallados en la naturaleza y los sintetizados en el
laboratorio), se distribuyen en una tabla que posee:
A) 18 columnas ( Bloques verticales) conocidos como
grupos, identificados con números :
I al VIII ó con números Arábigos ( 1 a la 18).
Aquí están agrupados elementos con propiedades
físicas , químicas y configuración electrónica similares.
B) 7 Periodos ( Hileras Horizontales). Los elementos
están colocados en orden creciente a sus números
atómicos.
Esquema de la tabla períodica
Tabla periódica actual reconocida oficial por la UIQPA (0601-2016)
19
20
Nombres
específicos
familias y grupos
de
I A METALES ALCALINOS
II A METALES ALCALINOTERREOS
III A FAMILIA DEL BORO
IV A FAMILIA DEL CARBONO
V A FAMILIA DEL NITROGENO
VI A
FAMILIA DEL OXIGENO
VII A
HALOGENOS
VIII A
GASES NOBLES o INERTES
algunas
CLASIFICACION DE LOS ELEMENTOS POR
METALES, NO METALES Y METALOIDES
21
METALES: Constituyen más del 75 % de los elementos,
se localizan a la izquierda de la línea gruesa escalonada.
En su mayoría son sólidos ( excepto Ga, Hg, Cs, Fr),
brillantes, dúctiles, maleables, buenos conductores del
calor y electricidad.
NO METALES: Se sitúan a la derecha de la línea
escalonada, poseen poco o ningún brillo, malos
conductores del calor y la electricidad. Se pueden
hallar en estado líquido, solido o gas.
Metaloides
(«Semiconductores»)
Presentan
propiedades tanto de metales como de no metales. se
encuentran en la región intermedia de la línea escalonada
que
separa
metales
y
no
metales.
Ejemplo: Ge- As Sb-Te Po-At . Todos son sólidos.
ELEMENTOS DIATOMICOS
22
Se les encuentra en la naturaleza formando
moléculas diatómicas ( uniones entre dos
átomos iguales) :
Son siete : H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2
Observe que todos corresponden a No
Metales.
Localización en la tabla periódica de los
ELEMENTOS DIATOMICOS
23
HIDROGENO
NITROGENO
OXIGENO
FLOUR
CLORO
BROMO
YODO
Clasificación de los elementos y su posición en
la tabla periódica
24
REPRESENTATIVOS: Situados en las primeras dos y en las ultimas seis
columnas. Se les identifica e con las letras A o solo con números:
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
VIIIA
1
2
13
14
15
16
17
18
ELEMENTOS DE TRANSICION Se encuentran en la región central de la tabla
periódica, Se identifican con las letras B o números:
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIIIB
IB
IIB
3
4
5
6
7
8,9,10
11
12
ELEMENTOS DE TRANSICION INTERNA ( Tierras raras). Constituyen dos
series:
Lantánidos del 57( La) hasta el 71 (Lu)
Actínidos del 89(Ac) hasta 103 (Lr) *.
Se ubican en dos líneas horizontales en la parte baja de la tabla periódica.
Actualmente son reconocidos 118 elementos.
Localización en la tabla periódica de elementos
Representativos, de transición y transición interna.
25
Número máximo de electrones por nivel
26
El máximo número de electrones en cada nivel de
energía es igual a :
2n2
Nivel 1
2(1)2 = 2
Nivel 2
2(2)2 = 8
Nivel 3
Nivel 4
2(3)2 = 18
2(4)2= 32
Configuración electrónica
27
 Es la disposición de los electrones de un átomo o de
un ión en niveles ( 1 al 7), subniveles ( representados
por las letras : s, p, d, f ) y orbitales.
 Se colocan de menor a mayor energía.
 Debe usarse la regla diagonal, ya que ésta incluye los
traslapes de orbitales y la configuración electrónica
de las tablas periódicas no incluyen éstos traslapes.
Llenado de orbitales usando la regla
diagonal.
28
 Empiece de arriba abajo, siguiendo la dirección de






las flechas ó líneas..
El número máximo de electrones que se coloca en
cada subnivel es el siguiente:
s………..2 electrones
p………..6 electrones
d………..10 electrones
f……….. 14 electrones
Nota: NO debe colocar más electrones que los que le
corresponden al átomo o al ión representado.
LLENADO DE ORBITALES usando la regla diagonal
1s
2s
2p
3s
3p
El llenado queda en el siguiente orden:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s ….
3d
1s
4s
4p
4d
4f
2s
2p
5s
5p
5d
5f
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
5d
5f
6s
6p
6s
7s
6p
7s
Significado de los datos en una configuración
electrónica
30
El número y localización de electrones en
átomos se especifican con los siguientes
símbolos.
NIVEL
2
p5
SUB -NIVEL
# DE
ELECTRONES
Subniveles, orbitales y electrones en cada nivel ( del 1
al 4) y su representación de estos sub-niveles tiene
31
también un número máximo
de electrones.
Nivel
1
2
3
4
Sub-nivel
s
s
No. de
orbitales
1
1
No. máximo
de
electrones
Designación
# total
de epor
nivel
2
1s2
2
2
p
3
6
s
1
2
p
3
6
d
5
10
s
1
2
p
3
6
d
5
10
f
7
14
2s2 2p6
8
3s23p63d10
18
4s24p64d104f14
32
 Los electrones en un mismo orbital
tienen espines
opuestos
( GIRAN EN SENTIDO CONTRARIO)
32
 Cuando un orbital esta lleno con sus dos electrones
Aumento de energía
decimos que sus electrones están apareados. Cuando
un orbital tiene un solo electrón decimos que el electrón
es no apareado. En el siguiente ejemplo, poseemos
cuatro electrones apareados y 3 no apareados. Ejemplo:
2
2
3
2
2
1
1
1
7N = 1s 2s 2p  1s 2s 2px 2py 2pz


2px 1
2py


1
2pz1

2p3
2s2
1s2
32
Figuras para representarlos subniveles s, p, d.
33
Número máximo de electrones que deben asignarse
en las configuraciones electrónicas.
34
Atomos: El número de electrones máximo a
distribuirse corresponde al número atómico del
elemento.
Cationes: Al número de electrones del átomo se le
restan los electrones perdidos( éstos corresponden a
la carga del catión) ejemplo:
Ca+2: Posee 18 electrones ( 20 del átomo -2 perdidos)
Aniones: Al número de electrones del átomo
se le suman los electrones ganados (estos
corresponden a la carga del anión) Ejemplo:
F- :Posee 10 electrones ( 9 del átomo + 1 ganado)
Representación de la configuración electrónica
desarrollada , semidesarrollada y abreviada.
35
Desarrollada: Si el subnivel posee más de un orbital, deben
representarse separadamente Ej: los subniveles p poseen
los orbitales px, py, pz, se representan por separado.
K =1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2 3s2 3px2 3py2 3pz24s1
Semidesarrollada: Se escriben en los subniveles el
número total de electrones que posee:
K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
Abreviada: Se escribe entre corchetes el símbolo del gas
noble del periodo anterior y luego los electrones de más
que posee: K= [ Ar] 4s1
IONES : CATIONES Y ANIONES.
36
Iones: son partículas de materia con carga eléctrica.
Se dividen en:
Cationes: poseen carga positiva (+) porque han perdido
electrones ( cargas negativas). Ej. De cationes monoatómicos
K + ( el K perdió 1e-) Mg +2 ( el Mg perdió 2e-)
Aniones: Poseen carga negativa pues han ganado electrones
( cargas negativas) .Ej. De aniones monoatómicos.
F- ( el F ganó 1 e-)
S-2 (el S ganó 2e-)
Si poseen más de un átomo, se dice que son poli atómicos .
Catión poli atómico : NH4+
Aniones poli atómicos : SO4 -2 , HCO3-
Iones poliatómicos
37
S0n partículas cargadas , pero poseen más de un átomo se
dice que son poli atómicos . Catión poli atómico :
NH4+
Aniones poli atómicos : SO4 -2 , HCO3-
Ejemplo de estructura electrónica de iones
38
A- Cationes:
+2 = 1s22s22p63s23p6
Ca
20
Note: Se distribuyeron 18 e-, pues el Ca tenia
20e-, pero perdió 2e- al formar Ca+2.,
llegando a tener la configuración del gas
noble anterior a su periodo, que es el Argón
que tiene 18 e-.
Forma abreviada:
+2 = [Ar]
Ca
20
B- Aniones ( ganan e-, poseen más electrones
que el átomo que los origino :
- = 1s22s22p6
F
9
Note: se distribuyeron 10 e- pues el F posee 9
e-, pero ganó 1e- al formar F-, llega a tener la
configuración del gas noble del período que
ocupa que es el Neón, que tiene 10 e-.
 Forma abreviada : 9F - = [ Ne]
40
.
ION
Na+
O-2
Ge+
4
S-2
#
PR
OT
ON
ES
#
ELEC
TRO
NES
# eganados
ó
perdidos
Es anión
/ catión
Configuración electrónica del ión
Diagrama de Bohr, para átomos y iones
41
Se coloca el # de protones*(algunos
autores
colocan también el # de neutrones ó el símbolo del
elemento)dentro de un círculo, que representa al
núcleo y en líneas concéntricas que representan los
niveles de energía el número total de electrones en
cada nivel**.
• *#Protones =Número atómico del elemento( posición
numérica en la tabla periódica )
• **: Se calculan en base a la configuración electrónica
del elemento ó ión
Ejemplo de como se calculan los electrones por nivel
para hacer un diagrama de Bohr
42
Ej :Potasio ( K): tiene en la tabla periódica número 19,
entonces tiene 19 protones ( +) y por lo tanto también 19
electrones(-):Queda así su configuración electrónica:
19 K: 1s2 2s2 2p6
3s2 3p6
1er nivel 2e- 2do nivel 8 e- 3er.nivel 8eEl diagrama de Bohr quedará :
4s1
4to nivel 1e-
Ejemplo de DIAGRAMAS DE BOHR, de átomos y sus
respectivos iones
43
Realice los diagramas de Bohr para los siguientes átomos y
sus respectivos iones
A) Ca
B) Ca +2
 C) S
D) S-2
44
Electrones de valencia : se hallan en el nivel más externo del átomo. En los
elementos representativos, corresponden al número de columna en que se halla el
átomo
45
Elemento /
Estructura
electrónica
#
colum
na
Electrones en el último
nivel de energía
=Electrones de valencia
N
1s22s2p3
VA
Ultimo nivel = 2
2s22p3
=
Ca
1s22s22p63s2
IIA
Cl
1s22s22p63s2 3p5
VIIA
Ultimo nivel = 3
3s23p5
=
7
K
1s22s22p63s23p64s1
IA
4s1
Ultimo nivel =3
=
3s 2
=
5
2
1
Resuelva los siguientes ejercicios, colocando en el espacio el
símbolo del elemento con esas características
46
A-Ubicado en columna VIA y tercer período___
B-Metal líquido del 4to período _______
C- Su configuración es: [Ne]3s23p3 ______
D-Posee 76 protones___________
E- Elemento de mayor electronegatividad ______
F-Su configuración electrónica termina en 3s23p5 __
G-Lantánido sintetizado artificialmente_______
H-Gas noble del 6to período_____________
J-Metaloide del 4to período con 5 e- de valencia ___
Ejercicios del libro de texto recomendados
47
 3.7 ; 3.9 : 3.11 ; 3. 13 ; 3.15 ; 3.17 ; 3.29 ; 3.31 , 3.47 ;
 3.49 ; 3.51 ; 3.53 , 3.81 ; 3.83 ; 3.85 ; 3.93 ; 3.95 ;
3.99 ; 3.111 .
 Vea las respuestas a éstos problemas en las páginas
124, 125.