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Unidad 3: Estructura atómica Química. Fundamentos del átomo Partícula Carga Localización adentro el átomo Masa a.m.u.: unidad usada para medir la masa.

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1 Unidad 3: Estructura atómica Química

2 Fundamentos del átomo Partícula Carga Localización adentro el átomo Masa a.m.u.: unidad usada para medir la masa de átomos protón neutrón electrón en núcleo núcleo que se mueve en órbita alrededor ~1 a.m.u. ~0 a.m.u.

3 número atómico: -- Para encontrar la carga neta en un átomo, considerar __ y __. número total: # de p + el número entero en la tabla periódica determina identidad del átomo (# de p + ) + (# de n 0 ) 10 Ne p+p+ e-e- (No está en el Table.")

4 Cuando veo un catión, veo un ion positivo; ion: anión: ion de a (-) catión: ion de a (+) -- un átomo cargado más e - que p + formado cuando aumento e de los átomos - -- más p + que e - formado cuando los átomos pierden e - a n ione s negativoiones. ser Pienso eso es decir, yo… C ion. A +

5 19 Descripción Red Carga Atómico Número Masa Número Ion Símbolo 15 p + 16 n 0 18 e - 38 p + 50 n 0 36 e - 18 e Te K 1+ Sen ior 2 + P3P n 0 52 p + 54 e - 20 n 0 19 p +

6 protium Isótopos: diversas variedades de los átomos de un elemento -- tener diff. #' s de n 0 ; así, diff. masas algunos son radiactivos; otros no son Isótopo H-1 Masa p+p+ n0n0 Nombre común H-2 H-3 tritio deuterio Átomos C-12Átomos C-14 Todos los átomos de un elemento reaccionan iguales, químicamente. 6 p + 6 n 0 estable 6 p + 8 n 0 radiactivo

7 - o - partículas, rayos del Isótopos radiactivos: El núcleo intenta lograr un más bajo estado de energía lanzando extraordinariamente energía como ________. e.g., período: la época necesaria para ½ de un radiactivo muestra a decaer en materia estable tener demasiados o demasiados pocos n 0 radiación e.g., C-14: -- el período es años -- decae en N-14 estable

8 Años de ahora en adelante 0 g de N-14 presente Decir que 120 g la muestra de C-14 es encontrado hoy. g de C-14 presente = C-14 = N-14

9 Terminar la designación atómica I … da el Info exacto sobre una partícula atómica masa # atómico # carga (eventualment e) elemento símbolo Bocio debido a carencia del yodo el yodo ahora está agregado a la sal

10 Protones Completo Atómico Designación 92 Neutrone s Electrone s Co Cl 557+ Ma ng an es o U Na SE

11 Desarrollo histórico del modelo atómico Modelo griego del átomo Griegos (~400 B.C.E.) La materia es discontinua (es decir, granoso "). Democritus y Leucippus

12 Indirectas en el átomo científico ** Antonio Lavoisier: ley de la conservación de la masa ** José Proust (1799): ley de proporciones definidas: cada el compuesto tiene una proporción fija e.g., agua óxido del cromo (ii) g O: 1 g H Cr de 13 g: 4 g O

13 Indirectas en el átomo científico (cont.) ** John Dalton (1803): 8 g Oe.g., agua óxido del cromo (ii) peróxido de hidrógeno óxido del cromo (vi) g H: 16 g O1 g H: Cr de 13 g4 g O: Cr de 13 g12 g O: 2 3 ley de proporciones múltiples: Cuando dos diversos compuestos tener mismos dos elementos, iguales masa de los resultados de un elemento adentro múltiplo de número entero de la masa de otra.

14 1. Los elementos se hacen de las partículas indivisibles llamaron los átomos. 2. Los átomos del mismo elemento están exactamente igualmente; particularmente, tienen el mismo Massachusetts. ¡ Isótopos! Teoría atómica de John Dalton (1808) 3. Los compuestos se forman cerca el ensamblar de átomos de dos o más elementos en fijo, cocientes del número entero. e.g.,1:1, 2:1, 1:3, 2:3, 1:2: 1 Dalton modelo del átomo Los átomos no son indivisible. NaCl, H 2 O, NH 3, FE 2 O 3, C 6 H 12 O 6

15 ** Guillermo Crookes (1870s): El causar de los rayos la sombra era emitido de cátodo. CRT de la cruz maltesa pantalla de radar televisión computadora monitor

16 El Thomsons (~1900) J.J. Thomson descubierto ese los rayos catódicos son… … desviado por eléctrico y campos magnéticos J.J. Thomson …(-) partículas electrones líneas del campo eléctrico rayos catódicos fosforescente pantalla Tubo de Crooke

17 Guillermo Thomson (a.k.a., señor Kelvin): Puesto que el átomo era sabido para ser eléctricamente neutral, él propuso el modelo del pudín de ciruelo. Señor Kelvin Ciruelo de Thomson modelo del pudín -- Cantidades iguales de (+) y (-) carga distribuida uniformemente en átomo. -- (+) es ~2000X más masivo que (-) (ciruelo pudín)

18 Y ahora sabemos de muchos otras partículas subatómicas: Chadwick ** James Chadwick neutrones descubiertos en n 0 no tener ninguna carga y ser duro de detectar propósito de n 0 = estabilidad del núcleo quarks, muons, positrones, neutrinos, piones, etc. foto del líquido H 2 compartimiento de burbuja

19 Ernesto Rutherford (1909) Experimento de la hoja de oro Viga del - partículas (+) dirigidas en la hoja de oro rodeada cerca pantalla fosforescente (de ZnS). - fuente plom o bloqu e ZnS pantall a oro hoja partícul a viga

20 La mayoría del - las partículas pasaron a través, algunos pescadas con caña levemente, y una fracción minúscula despidió detrás. Conclusiones: 1. El átomo es sobre todo espacio vacío. (+) las partículas se concentran en el centro. núcleo = poca tuerca (-) núcleo de la órbita de las partículas

21 N Modelo del Rutherford Modelo del pudín de ciruelo de Thomson Modelo de Dalton (también el Griego)

22 Modelos atómicos recientes Planck máximo (1900): Propuesto eso las cantidades de energía se cuantifican solamente se permiten ciertos valores Niels Bohr (1913): e - puede poseer solamente cantidades determinadas de energía, y puede por lo tanto estar solamente seguro distancias del núcleo. e - encontrad o aquí e - nunca encontrad o aquí planetario (Bohr) modelo N

23 Experimento de la biología Para conducir un experimento de la biología, usted necesita 100 ml de la cola por ensayo, y de usted planear conducir 500 ensayos. Si 1 poder contiene 355 ml de cola, y allí son 24 latas en un caso, y las ventas de cada caso para $4.89, y hay los impuestos sobre venta 7.75%… A. ¿Cuántas cajas debe usted comprar? B. ¿Cuánto la cola costará? 6 casos $31.61

24 modelo mecánico del quántum modelo de la nube de electrón modelo de la nube de la carga Schroedinger, Pauli, Heisenberg, Dirac (hasta 1940): Según el QMM, nunca sabemos para seguro donde la e - estar en un átomo, pero las ecuaciones del QMM nos dicen la probabilidad que encontraremos electrón en cierta distancia del núcleo.

25 Masa atómica media (masa atómica, AAM) Ésta es la masa media cargada de todos los átomos de un elemento, medido en a.m.u. Para un elemento con isótopos A, B, etc.: AAM = masa A (% de A) + B total (% de B) +… (utilizar la forma decimal de los %; e.g., uso para 25.3%) % de la abundancia El Ti tiene cinco naturalmenteisótopos de ocurrencia

26 El litio tiene dos isótopos. Los átomos Li-6 tienen amu de la masa 6.015; Los átomos Li-7 tienen amu de la masa Li-6 compone 7.5% de todos los átomos de Li. Hallazgo AAM de Li. AAM = masa A (% de A) + B total (% de B) AAM = amu del amu (0.075) AAM = amu 6.94 (0.925) AAM = amu + amu Baterías de Li ** El número decimal en la tabla se refiere… masa molar (en g) O EL AAM (en amu) x átomos 1 átomo del promedio

27 Isótopo Si-28 % abundancia amu % Masa Si-29 Si-30 amu % AAM = M A (% de A) + M B (% de B) + M C (% de C) 3.10% ¿?¿? = (0.9223) (0.0467) + X (0.031) = X = X = 0.031X X = M Si-30 = amu 29.90

28 Configuraciones del electrón e - Reglas que activan 1. Máximo de dos e - por la pista que activa (es decir, orbital). 2. Orbitarios más fáciles se llenan primero. orbitario de s (llano) orbitario de p (Rolling Hills) orbitario de d (colinas escarpadas ) 3. e - debe ir 100X alrededor. 4. Todos los orbitarios de la dificultad igual deben tener uno e - antes de doblar para arriba. 5. e - en el mismo orbitario debe ir enfrente de maneras.

29 orbitario 1s (1 de éstos, 2 e - ) orbitario 2s orbitario 3s orbitario 4s orbitarios 2p (3 de éstos, 6 e - ) orbitarios 3p orbitarios 4p orbitarios 3d (5 de éstos, 10 e - ) 1s 2 2s 2 3p 6 2p 6 4s 2 3d 10 3s 2 4p 6 …

30 Configuraciones del electrón de la escritura: Donde está la e - ¿ ? (probablemente) Como H Él N Al Li Ti Xe 1s 2 2s 2 3p 6 2p 6 4s 2 3d 10 3s 2 4p 6 … 1s 1 1s 2 1s 2 2s 1 1s 2 2s 2 2p 3 1s 2 2s 2 3p 1 2p 6 3s 2 1s 2 2s 2 3p 6 2p 6 4s 2 3d 2 3s 2 1s 2 2s 2 3p 6 2p 6 4s 2 3d 10 3s 2 4p 3 1s 2 2s 2 3p 6 2p 6 4s 2 3d 10 3s 2 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6

31 Secciones de la tabla periódica a saber f- bloquear s- bloquear d- bloquear p- bloquear

32 Tres principios sobre electrones Principio de Aufbau: para los orbitarios de la igual- energía, cada uno debe tener una e - antes cualesquiera tardan un segundo Principio de exclusión de Pauli: e - tomará bajo-energía orbitario disponible Regla de Hund: dos e - en el mismo orbitario tener diversas vueltas 1s 2 2s 2 3p 6 2p 6 4s 2 3d 10 … 3s 2 Friedrich Hund Wolfgang Pauli

33 O Diagramas orbitales … vueltas de la demostración de e - y en que el orbitario cada uno está 1s 2s 2p3s 3p 1s 2s 2p3s 3p P

34 S Configuración del electrón de la taquigrafía (S.E.C.) Para escribir S.E.C. para un elemento: 1. Poner el símbolo del gas noble que precede elemento en soportes. 2. Continuar la escritura e - config. de ese punto. Co En Cl Rb [Ne] 3s 2 3p 4 [AR] 4s 2 3d 7 [Kr] 5s 2 4d 10 5p 3 [Ne] 3s 2 3p 5 [Kr] 5s 1

35 TENER MÁS ENERGÍA SER MÁS LEJANO DE NÚCLEO Y La importancia de electrones En activar sigue analogía, las pistas representan orbitarios: En una e genérica - config (e.g., 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 …): regiones de espacio donde una e - puede ser encontrado # del nivel de energía # de e - en esos orbitarios coeficiente exponente Generalmente como nivel # aumentos de energía, e - …

36 IMPLICADO ADENTRO PRODUCTO QUÍMICO VINCULACIÓN electrones del núcleo: electrones de la valencia: en niveles de energía internos; cerca de núcleo en nivel de energía externo Él: Ne: AR: Kr: 1s 2 [Él] 2s 2 2p 6 [Ne] 3s 2 3p 6 [AR] 4s 2 3d 10 4p 6 Los átomos del gas noble tienen cáscaras COMPLETAS de la valencia. Son estables, de poca energía, y unreactive. (2 v.e - ) (8 v.e - )

37 regla del octeto: la tendencia para los átomos quiere 8 e - en la cáscara de la valencia Otros átomos quieren ser como los átomos del gas noble. -- no se aplica a él, Li, sea, B (que quieren 2) o a H (que quiere 0 o 2) átomo del flúor, F 9 p +, 9 e - ** Dan lejos o adquieren e -. robar 1 e - 9 p +, 10 e - El átomo de F algo ser F 1 ion. F1F1 átomo de la clorina, Cl 17 p +, 17 e - robar 1 e - 17 p +, 18 e - El átomo del Cl algo ser Cl 1 ion. Cl 1 Cómo estar como ¿ un gas noble…?

38 átomo del litio, Li 3 p +, 3 e - perder 1 e - 3 p +, 2 e - El átomo de Li algo ser Li 1+ ion. Li 1+ átomo del sodio, Na 11 p +, 11 e - perder 1 e - 11 p +, 10 e - El átomo del Na algo ser Na 1+ ion. Na 1+ Cómo estar como ¿ un gas noble…?

39 1+ Saber las cargas en estas columnas de la tabla: Grupo 1: Grupo 2: Grupo 13: Grupo 15: Grupo 16: Grupo 17: Grupo 18:

40 Nombramiento de los iones e.g., Ca 2+ Cs 1+ Al 3+ El nombre de elemento del uso de los cationes y entonces dice el ion e.g., S 2 P3P3 N3N3 O2O2 Cl 1 Conclusión del cambio de los aniones del nombre de elemento al ide y entonces decir el ion ion del calcio ion del cesio ion de aluminio ion del sulfuro ion del fosfuro ion del nitruro ion del óxido ion del cloruro

41 ENERGÍA (CALOR, LUZ, ELÉCTRICOS, ETC.) Luz Cuando toda la e - estar en el estado de energía posible más bajo, un átomo está en el __________. estado de tierra e.g., Él: 1s 2 Si la cantidad correcta de energía es absorbida por una e -, puede saltar a un nivel de una energía más alta. Éste es un inestable, la condición momentánea llamó el __________. estado emocionado e.g., él: 1s 1 2s 1

42 Cuando e - caídas de nuevo a una bajo-energía, más estable orbitario (puede ser que sea el orbitario que comenzó adentro, solamente él la fuerza no), átomo lanza la cantidad correcta de energía como luz. LUZ EMITIDA Cualquier-viejo-valor de la energía a ser se absorbe o lanzado NO AUTORIZACIÓN. Esto explica las líneas de color en espectro de emisión.

43 Espectro de emisión para un átomo de hidrógeno Serie de Lyman: Serie de Balmer: Serie de Paschen: e - cae al 1r nivel de energía e - cae al 2do nivel de energía e - cae al 3ro nivel de energía espectro de emisión típico Descarga de H tubo, con energía fuente y espectroscopio

44 1 ST E.L. 2 ND E.L. 3 RD E.L. 4 TH E.L. 5 TH E.L. 6 TH E.L. Lyman (ULTRAV IOLETA) Paschen (IR) Balmer (visible) ~ ~~~ ~~


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