viernes, 28 de octubre de 2011

Mendeleiev y el Germanio.

Mendeleiev, al igual que sus precursores en la tarea de ordenar y clasificar los elementos, ordenó los elementos por orden creciente de masa atómica. Sin embargo en su intentó de agrupar los elementos parecidos hizo dos cosas:
  • Alteró el orden de algunos elementos como en el caso del I y el Te.
  • Dejó huecos para albergar a elementos aún no descubiertos prediciendo algunas de sus propieades. Este es el caso del Germanio, al que Mendeleiev llamó eka-silicio. Aquí tienes algunas de las propiedades predicas en 1871 por Mendeleiez y las propiedades reales del elemento descubierto 15 años después por Winkler.

      Tabla periódica

      http://archives.universcience.fr/francais/ala_cite/expo/tempo/aluminium/science/mendeleiev/mendeleiev_espanol.swf

      Tabla periódica y propiedades periódicas

      martes, 25 de octubre de 2011

      Configuración electrónica

      La configuración electrónica de un átomo es la forma en que sus electrones se distribuyen en los diferentes orbitales atómicos. La construcción de la configuración (principio de aufbau) de la configuración electrónica se basa en tres reglas:
      1.- Principio de Exclusión de Pauli: no puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales. Es decir en un orbital atómico solamente puede haber dos electrones: uno con espín +1/2 y otro con spín -1/2.

      2.- Principio de mínima energía: los electrones ocupan los orbitales de menor energía. La energía es un orbital es menor cuanto menor es la suma n+l y, en caso de igualdad en la suma n+l, tendrá menos energía el de menor n. De una forma práctica el orden de llenado de los OA viene dado por el diagrma de Moeler:

      3.- Regla de Hund de máxima multiplicidad. A la hora de llenar varios orbitales degenerados (con el mismo nivel de energía) no colocará el segundo electrón en ninguno de ellos hasta que todos tengán un electrón.

      Para entender la forma de construir las configuraciones electrónicas podemos ver esta animación:

      http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/anim/configuracion4.swf

      viernes, 21 de octubre de 2011

      Orbitales Atómicos

      Enlaces sobres orbitales atómicos:


      El átomo de Bohr

      El modelo atómic de Bohr fue propuesto en 1913 por este científico danés y se basa en tres postulados:

      1. Las átomos tienen un núcleo con carga positiva alrededor del cual giran los electrones en órbitas circulares estables sin emitir energía.
      2. Solamente están permitidas aquellas órbitas en las que el momento angular del electrón sea un múltiplo entero de la constante de Planck dividida por 2 pi. Es decir:
      3. Los electrones pueden cambiar de órbita, para pasar a una órbita superior o inferior absorberán o emitirán energía en forma de un fotón cuya energía coincidirá exactamente con la diferencia entre los niveles de energía de ambas órbitas.


      Consecuencias de los postulados de Bohr:

      Radios de las órbitas permitidas:

      Aplicando la 2ª ley de Newton a las órbitas circulares, la ley de Coulomb y el 2º postualdo de cuantización del momento angular, puede demostrarse que el radio de las órbitas permitidas es:

      r = a0 · n2


      siendo: a0 = h2 / 4 π2 me k Z e2 = 5,29·10-11 m

      Energía de las órbitas permitidas:

      Los radios de las órbitas y las velocidades correspondientes a cada una nos permiten evaluar la energía potencial y cinética del electrón en cada una de ellas. Puede demostrarse que la energía de las órbitas es:


      E = - b / n2siendo b = 13,6 eV

      Longitud de onda de las líneas espectrales:

      Aplicando la ecuación de Planck ΔE = h·υ, la relación entre frecuencia y longitud de onda c = λ·υ y combinandolas con la expresión de la energía de las órbitas permitidas: E = - b / n2, obtenenos:
       
      λ-1 = (b / (h·c)) (n1-2 - n2-2)


      En la página Física 2000 podemos encontrar esta animación sobre el átomo de Bohr.
       

      viernes, 14 de octubre de 2011

      Estructura atómica. Ejercicios propuestos en selectividad

      ESTRUCTURA ATÓMICA
      PROBLEMAS PROPUESTOS EN SELECTIVIDAD

      1. (Junio 2009) Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de los átomos e ion es siguientes: N3-, Mg2+, Cl-, K+ y Fe. ¿Cuáles de ellos son isoelectrónicos? ¿Existen en algún caso electrones desapareados? Números atómicos: N= 7, Mg = 12, Cl = 17, K= 19, Fe = 26
      2. (Junio 2008) Considere las configuraciones electrónicas en el estado fundamental: 1a) 1s2 2s2 2p7; 2a) 1s2 2s3; 3a) 1s2 2s2 2p5; 4a) 1 s2 2s2 2p6 3s 1. Razone cuáles de ellas cumplen el principio de exclusión de Pauli y deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.
      3. (Sept. 2006) La configuración electrónica del Zn es ls2 2s22p6 3s23p63d'° 4s2. Indicar: Su número atómico, el periodo en el que se encuentra, su valencia iónica y el nombre del grupo de metales al que pertenece.
      4. (Junio 2005) Considere las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental: lª) 1 s2 2s2 2p1; 2ª) 1s2 2s3; 3ª) ls2 2s2 2p5; 4ª) 1s2 2s22 p6 3s1
        1. Razone cuáles cumplen el principio de exclusión de Pauli
        2. Deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.
      5. (Sept. 2005) Escribir la configuración electrónica de: Ca, Cd, Fe y Ag. Razonar cuál será el estado de oxidación más estable de los elementos anteriores. Números atómicos: Ca = 20, Cd = 48, Fe = 26 y Ag = 47.
      6. (Junio 2004) Sea el elemento de Z = 20. Explique de manera razonada:
        1. Su configuración electrónica, su nombre y el tipo de elemento que es.
        2. Su situación en el sistema periódico, y cite otro elemento de su mismo grupo.
        3. Las valencias más probables que puede presentar.
        4. Cuáles son los números cuánticos de su electrón diferenciador.
      7. (Septiembre 2004) Dados los elementos de números atómicos 19, 23 y 48
        1. Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de estos elementos.
        2. Explique si el elemento de número atómico 30 pertenece al mismo periodo y/o al mismo grupo que los elementos anteriores.
      8. (Septiembre 2003)
        1. ¿Cuántos orbitales p existen en un nivel de número cuántico principal n= 2? Razone la respuesta.
        2. Escriba la configuración electrónica del azufre (Z= 16), indicando en qué principios se basa la construcción de dicha configuración.
      9. (Septiembre 2002) Explique brevemente las diferencias entre:
        1. Órbita y orbital (para representar el estado de un electrón en la corteza atómica).
        2. Un orbital "s" y un orbital "p".
      10. (Junio 2001)
        1. Enuncie los postulados en los que se basa el modelo atómico de Bohr.
        2. ¿Qué se entiende por electrones de valencia y electrones internos? ¿Cómo afectan unos y otros al comportamiento de un átomo?
      11. (Septiembre 2001) Explique qué son los números cuánticos, qué valores pueden tomar, y qué significan estos valores respecto al estado de un electrón en la corteza atómica.
      12. (Septiembre 2000) Explique brevemente:
        1. El concepto de orbital atómico.
        2. El significado del espectro de emisión de un elemento químico.
      13. (Junio 1999) Analogías y diferencias entre los modelos atómicos de Rutherford y Bohr.
      14. (Junio 1998)
        1. ¿Qué se quiere decir cuando se expresa que un átomo está excitado? ¿Este átomo gana o pierde energía?
        2. Explicar en qué consiste el efecto de Zeeman. ¿Qué número cuántico es necesario introducir para explicar este efecto?
      15. (Junio 1997) De la configuración electrónica del Sc ls22s2 2p6 3s2 3p63d1 4s2, deducir: número atómico, período en que se encuentra, valencia iónica, número de protones y a qué grupo de metales pertenece.
      16. (Junio 1996)
        1. ¿Qué es un nivel de energía?. Explicar la diferencia entre estado fundamental y estado excitado.
        2. A partir de las configuraciones electrónicas correspondientes, explicar la valencia +1 del sodio; +2 del magnesio y +3 del hierro.
      17. (Junio 2010) El 3888Sr es el isótopo mas abundante del estroncio.
        1. Escribir la configuración electrónica de este metal.
        2. Indicar el grupo y el periodo en que se encuentra este elemento.
        3. Razonar el número de protones y de neutrones de este isótopo.
        4. Indicar los números cuánticos n, l y m del electrón diferencial de estroncio.
      18. (Junio 2010) Los elementos X, Y y Z tienen números atómicos 13, 20 y 35, respectivamente:
        1. Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
        2. ¿Serán estables los iones X2+, Y2+ y Z2-? Justifique la respuesta.
      19. (Septiembre 2010) Indicar los números cuánticos (n, l y m) que definen al orbital atómico que ocupa el electrón diferencial del 23V. Escribir su configuración electrónica del ión V3+.