UNIDAD II CONTINUACIÓN

RADIO ATÓMICO Se define como radio atómico la mitad de la distancia entre dos núcleos de átomos iguales cuando se encuentran uno al lado del otro (estado sólido) Al ir de izquierda a derecha atravesando un período de la Tabla Periódica, se observa una disminución del radio atómico de los elementos representativos, en forma regular a medida que se le agregan electrones a determinado nivel de energía. Al descender por un grupo en la Tabla Periódica, se observa que los radios atómicos aumentan cuando se añaden más electrones a los niveles de mayor energía. Así el radio atómico del 83Bi es mayor que el del 6C. EL RADIO ATOMICO DECRECE AL DESPLAZARNOS HACIA LA DERECHA DENTRO DE UN MISMO PERIODO. RADIO IONICO Es el radio de un anión o un catión. Cuando un átomo neutro se convierte en un ion, se espera un cambio en el tamaño. Si el átomo forma un anión, su tamaño (o radio) aumenta, dado que la carga nuclear permanece constante pero la repulsión resultante de la adición de electrón (es) extiende el dominio de la nube electrónica. El catión es más pequeño que su átomo neutro, dado que al quitar uno o más electrones reduce la repulsión electrón-electrón y se contrae la nube electrónica. ENERGÍA DE IONIZACIÓN Se define como la energía necesaria para quitar un electrón de un átomo o de un catión. En la medida que un electrón se encuentre fuertemente unido al núcleo, el energía de ionización será mayor. En este sentido, una de las primeras relaciones que se pueden hacer es con respecto al radio atómico. En la medida que el átomo presenta mayor radio atómico, menor será la fuerza que los une; y, por lo tanto, menor será la energía de ionización. Un átomo puede perder varios electrones pero lo hace de uno en uno. La energía necesaria para que un átomo pierda su primer electrón se denomina primera energía de ionización. Para perder el segundo electrón se debe aplicar la segunda energía de ionización y así sucesivamente. Al comparar las diferentes energías de ionización para un mismo átomo se tiene que la primera es siempre menor que la segunda, ya que en esta se parte de un catión que como vimos anteriormente posee mayor carga nuclear efectiva que el átomo neutro. Al ser la carga nuclear efectiva mayor la energía de ionización también es mayor. X – 1e- X1+ I Energía de ionización X1+ - 1e- X2+ II Energía de ionización Esto explica también por qué la tercera energía de ionización es mayor que la segunda y así sucesivamente. En resumen, las energías de ionización están relacionadas con el tamaño atómico: A mayor radio, menor energía de ionización. AFINIDAD ELECTRÓNICA La afinidad electrónica es la energía que se absorbe o se libera cuando un átomo acepta un electrón y se convierte en un anión. Esta energía tiene valores positivos cuando la energía es absorbida, o negativos cuando es liberada. Para elementos de un mismo periodo la afinidad electrónica depende de la carga nuclear efectiva, la cual depende principalmente de la carga nuclear ya que la variación del efecto de pantalla se desprecia. A mayor carga nuclear mayor carga nuclear efectiva y mayor afinidad electrónica. ELECTRONEGATIVIDAD La electronegatividad es la fuerza con la que el núcleo de un átomo atrae al par de electrones de un enlace covalente. Para elementos de un mismo periodo la electronegatividad depende de la carga nuclear efectiva, la cual depende principalmente de la carga nuclear ya que la variación del efecto de pantalla se desprecia. A mayor carga nuclear mayor carga nuclear efectiva y mayor electronegatividad. En conclusión: A mayor carga nuclear efectiva (para elementos de un mismo perÍodo): menor radio, mayor energía de ionización, mayor afinidad electrónica mayor electronegatividad ________________________________________________________________________________ A mayor efecto pantalla (para elementos de un mismo grupo):mayor radio, menor primera energía de ionización, menor afinidad electrónica, menor electronegatividad _________________________________________________________________________________ NÚMEROS DE OXIDACIÓN. Los números de oxidación corresponden a los electrones que un átomo acepta o libera durante una reacción química para lograr una estructura electrónica estable.

APRENDA MAS

APRENDA MAS EFECTO PANTALLA:(del inglés Shielding o Screening) es una barrera de electrones de un mismo nivel, los cuales ejercen fuerzas de repulsión sobre electrones de mayor nivel, disminuyendo así la probabilidad de encontrar estos electrones en niveles inferiores. Cada nivel produce efecto de pantalla; a mayor número de electrones mayor es el efecto de pantalla. En física atómica, el efecto pantalla sobre los electrones más externos de un átomo se describe como la atenuación de la fuerza atractiva neta sobre el electrón, debido a la presencia de otros electrones en capas inferiores y del mismo nivel energético. CARGA NUCLEAR EFECTIVA En los átomos polielectrónicos, los protones que se encuentran en el núcleo no ejercen la misma fuerza de atracción sobre todos los electrones por igual. Esto se debe a los efectos pantalla que causan los electrones más cercanos al núcleo sobre los que se encuentran más alejados. CUERPO NEGRO Es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro. ONDA ELECTROMAGNETICA Es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio. A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse; es decir, pueden desplazarse por el vacío. ONDAS LUMINOSAS Son ondas electromagnéticas cuya frecuencia está dentro del rango de la luz visible. ESPECTRO ELECTOMAGNETICO Se denomina así a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. DUALIDAD ONDA-PARTICULA es un “concepto de la mecánica cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa”. (Stephen Hawking, 2001) PARTICULA SUBATOMICA Es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta. Ejemplos de partículas subatómicas son las que constituyen los átomos: protones, electrones y neutrones. CORPUSCULO Partícula subatómica.

UNIDAD II

GUIA UNIDAD II Tabla periódica moderna La tabla de Mendeleïev condujo a la tabla periódica actualmente utilizada. Este sistema periódico actual se debe a Werner y Paneth y consta de 18 columnas, de metales y no metales organizadas en grupos, subgrupos y períodos. Los elementos se encuentran ordenados en una tabla periódica en orden ascendente del número atómico tomando en cuenta la ley periódica que dice que cada cierto número de elementos las propiedades periódicas se repiten. Los elementos se ordenan en periodos, en forma horizontal, y en grupos en forma vertical allí se ordenan los 118 elementos conocidos en la actualidad. Los elementos de un mismo grupo poseen propiedades químicas y físicas similares. Esto se debe a que tienen la misma estructura electrónica terminal. Los elementos se dividen en tres grandes grupos que son: Representativos, transición y tierras raras. Esta clasificación depende de la posición del electrón diferenciante de cada elemento. Los elementos representativos poseen su electrón diferenciante en los subniveles s y p, los de transición en d y las tierras raras en f Existen grupos de tres elementos que repiten sus propiedades en forma horizontal. Estos elementos se denominan triadas y son elementos de transición. Las triadas son Fe, Co y Ni ; Ru, Rh y Pd; Os ,Ir y Pt. Además los elementos se clasifican como metales y no-metales. Esta clasificación se denota en la tabla periódica con una línea punteada. Los metales son todos elementos sólidos con excepción del mercurio que es líquido. Los no-metales existen en los tres estados de agregación siendo el bromo un líquido. Los elementos a ambos lados de la línea punteada se denominan metaloides ya que poseen propiedades de metales y no-metales, como por ejemplo el Al , Si, Ge y As. GRUPOS O FAMILIAS.- Los grupos se representan con las letras A y B, siendo el grupo A, el de los llamados representativos y el grupo B el de los elementos metálicos de transición. GRUPO I A: Llamado de los metales alcalinos. (Na, K, Rb, Cs, Fr) • Son elementos de color blanco como la plata, blandos y ligeros, se funden a bajas temperaturas, ocasionan quemaduras al tocarlos y reaccionan con el aire, además no se encuentran libres en la naturaleza. • Son llamados alcalinos por su reacción con el agua formando bases. • Son agentes reductores fuertes. • Presentan un e- en su último nivel de energía. GRUPO II A: Llamados metales alcalino - térreos. (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) • Entran en la composición de las rocas corrientes, todos sus isótopos son radioactivos. • Todos se pueden separar por electrólisis de sus sales fundidas. • El berilio es utilizado en la fabricación de transmisiones, muelles y otras partes de maquinaria. GRUPO III y IV A: Grupos del Boro (B, Al, Ga, In, Ti) y del Carbono (C, Si, Ge, Sn, Pb). • Poseen elementos metálicos y No metálicos. • Presentan tres y cuatro e- en su último nivel de energía. GRUPO V y VI A: Nitrogenoides (N, P, As, Sb, Bi) y Anfígenos (O, S, Se, Te, Po) • Los elementos sólidos y gaseosos existen en la naturaleza en más de una forma . • Presenta 5 o 6 e- en su último nivel de energía. GRUPO VII A: Halógenos. (F, Cl, Br, I, At) • Tienen siete e- en su último nivel de energía, el término halógeno significa que producen sales. GRUPO VIII A ó grupo cero. Gases nobles o inertes. (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) METALES DE TRANSICIÓN Los metales de transición (subgrupos) se localizan en la parte central de la tabla periódica y se les identifica con facilidad mediante un número romano seguido de la letra B en la mayoría de las tablas. En general los metales de transición tienen propiedades bastante similares. Estos metales son menos reactivos que los metales alcalinos y alcalino-térreos. METALES DE TRANSICIÓN Los metales de transición (subgrupos) se localizan en la parte central de la tabla periódica y se les identifica con facilidad mediante un número romano seguido de la letra B en la mayoría de las tablas. En general los metales de transición tienen propiedades bastante similares. Estos metales son menos reactivos que los metales alcalinos y alcalino-térreos. PERÍODOS Las filas horizontales corresponden a los denominados períodos. 1er Período está formado por H y He (2 elementos) 2do Período Li, Be, B, C, N, O, F, Ne (8 elementos) 3er Período Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar (8 elementos) 4to Período K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Kr (18 elementos) 5to Período Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Xe (18 elementos) 6to Período Cs, Ba, La(*), Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Ti, Pb, Bi, Po, At, Rn (32 elementos) (*)Lantánidos: 7mo Período está incompleto ya que podría tener hasta 32 elementos pero hasta el momento aparecen identificados 17, la mayor parte de ellos de síntesis artificial. En todo caso allí se van añadiendo los últimos elementos descubiertos. Reglas para ubicar el elemento químico en la Tabla Periódica. • El período se asignará siempre de acuerdo al número cuántico principal más elevado que presente la distribución electrónica. • Si en la penúltima capa hay 2 u 8 electrones, el elemento pertenecerá a la serie A, y el grupo será numéricamente igual a la cantidad de electrones que se encuentran en la última capa. • En el caso de tener 18 electrones en la penúltima y 1 ó 2 en la última capa, pertenecerá a la serie B y el grupo será 1 ó 2 de acuerdo a la cantidad de electrones presentes en la última. • En el caso de tener 18 electrones en la penúltima y más de 2 en la última capa, será la serie A, y el grupo se asignará de acuerdo a la cantidad de electrones que tenga en la última. • Si en la penúltima capa tiene más de 8 pero menos de 18, pertenecerá a la serie B; el grupo será igual al número de electrones contenidos en el último orbital “d” y “s”, al grupo 8 pertenecerán los elementos que contengan 8, 9 ó 10 electrones. • En el caso de contener el orbital “f” lleno o semilleno pertenecerá a la serie B, al grupo de elementos de transición interna.

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RESPONDER 1. El inicio del descubrimiento del átomo fue por: 2. ¿Qué se conoce como electricidad estática? 3. La palabra átomo significa: 4. Alessandro Volta, fue el descubridor de: 5. En 1803, ¿Qué postuló John Dalton, con respecto el átomo? 6. Dalton formulo la ley: 7. La ley de conservación de la masa postulada por Dalton plantea: 8. La ley de proporciones definidas postulada por Dalton plantea: 9. La ley de las propiedades múltiples postulada por Dalton plantea: 10. Amadeo Avogadro en 1811, formula la ley de Avogadro que dice: 11. En 1833, Michael Faraday enuncia la ley de: 12. Michael Faraday midió las propiedades de una partícula con carga negativa muy ligera que llamo: 13. ¿A qué se denominan espectros átomicos y quienes los descubren? 14. En 1897, Joseph Thomson, ¿Cuál modelo átomico propuso y qué representaban las cargas positivas y negativas? 15. En 1911, Ernest Rutehrford ¿qué identificó? 16. ¿Cuál fue la teoría átomica de Ernest Rutehrford? 18. ¿Qué formulo Niels Bohr en 1913? 19. Las propiedades de onda de los electrones fue propuesta por: 20. ¿Cuál fue el modelo atómico propuesto por Edwin Schröndinger y que se mantiene hasta nuestros días? 21. ¿Quién descubre el neutrón? 22. El átomo esta compuesto por: 23. El protón es una partícula de carga: 24. El neutrón es un partícula de carga: 25. El electrón es un partícula de carga:

BIENVENIDOS ESTUDIANTES DEL SEGUNDO SEMESTRE DE TELECOMUNICACIONES AQUÍ ENCONTRARAN MUCHAS COSAS INTERESANTES DE LA MATERIA LECTURA PARTE I BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORÍA CUÁNTICA APLICADA A LA ESTRUCTURA ATÓMICA ¿Cómo pueden encontrarse los electrones en los átomos de forma que absorban y emitan energía como cuantos?. Para resolver esta pregunta, Bohr sugirió que los electrones deben hallarse en órbitas de cierto tamaño, moviéndose a cierta velocidad. Entonces, los electrones deben tener cierta energía. Si el electrón absorbe energía, se moverá en un órbital de mayor energía y más alejada del núcleo. Si pierde energía, el electrón se moverá en otra órbita más cercana al núcleo. La teoría cuántica indujo la idea de que los electrones en las orbitas, tienen una cantidad de energía (se dice que los electrones se encuentran en ciertos niveles de energía). Bohr aplico estas ideas al átomo de hidrógeno y calculo matemáticamente cual seria la frecuencia de la radiación emitida por el hidrógeno, desafortunadamente, esa teoría no funciono también con elementos cuyos átomos son más complejos que los del hidrógeno. Como resultado del trabajo teórico y experimental, se ha llegado a desarrollar una representación de la estructura atómica, que explica en forma satisfactoria los fenómenos químicos. Más que describir al electrón como si se encontrase en un orbital perfectamente definido, la nueva teoría cuántica sugiere que existen en regiones que se conocen como capas. Cada capa tiene la capacidad para contener a mas de un electrón, aun cuando existe un limite superior, dependiendo de la capa que sé este considerando. A diferencia de la orbita, una capa tiene una ubicación menos definida alrededor del núcleo. CUERPO NEGRO Y TEORÍA DE PLANCK El físico alemán Max Karl Ernst Ludwig Planck en 1900, dice que la interacción entre la materia y la radiación, no se verifica de manera continua, sino por pequeñas pulsadas llamados cuantos (radiaciones electromagnéticas emitidas en unidades discretas de energía), como resultado de los estudios de la radiación del cuerpo negro (cuerpo o superficie ideal, que absorbe toda la energía radiante sin reflejar ninguna). Planck diseño una fórmula matemática que describiera las curvas reales con exactitud, para demostrar que no todas las formas de radiación electromagnética estaban constituidas por ondas, después, dedujo una hipótesis física que pudiera explicar la fórmula. Su hipótesis fue que la energía sólo es radiada en cuantos cuya energía es E, donde ð es la frecuencia de la radiación y h es el `cuanto de acción', ahora conocido como constante de Planck. Según Planck, la energía de un “cuanto de luz” (fotón), es igual a la frecuencia de la luz multiplicada por una constante. La primera medida fiable de la constante de Planck (1916) se debió al físico estadounidense Robert Millikan. El valor actualmente aceptado es h = 6,626 × 10-34 julios•segundo. EFECTO FOTOELÉCTRICO Formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas que se produce en la materia cuando es irradiada con luz u otra radiación electromagnética. ESPECTROS DE EMISIÓN Una forma familiar de esta radiación es la luz, que emite un elemento que se conoce como espectro. El instrumento que se utiliza en espectroscopia, llamado espectroscopio, separa la luz en sus longitudes de onda componentes. Entonces, las diferentes longitudes de onda se enfocan como líneas sobre una pantalla o película. Se ha establecido, que cada elemento absorbe y emite, únicamente ciertas longitudes de onda. PRINCIPIO O TEORÍA DE LA DUALIDAD El físico francés Louis de Broglie en 1924, considero, que la luz no solo es un efecto corpuscular sino también ondulatorio. La dualidad onda-corpúsculo es la posesión de propiedades tanto ondulatorias como corpusculares por parte de los objetos subatómicos. La teoría de la dualidad de la materia considera que la materia tiene un comportamiento corpúsculo-onda ó partícula-onda. PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG El físico alemán Werner Heisenberg en 1926, expreso que es imposible conocer con precisión y simultáneamente la posición y velocidad del electrón, ya que al determinar la velocidad se altera el valor real de su posición. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI En un órbital existen como máximo dos electrones, debido a que no pueden existir, en un átomo, dos electrones que tengan sus cuatro números cuánticos iguales. La consecuencia de esto es que en un orbital sólo puede haber 2 electrones con spines diferentes. PRINCIPIO DE AUFBAU Ó DE CONSTRUCCIÓN ESTABLE Los electrones buscan un lugar entrando en el átomo, en los distintos orbitales de energía, ocupando primero los de menor energía. PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD DE HUND Un segundo electrón no entra en un orbital que esté ocupado por otro mientras que haya otro orbital desocupado de la misma energía (o sea, igual los valores de n y l), Ni puede existir apareamiento electrónico en orbítales iguales, mientras no exista un electrón por lo menos en cada orientación. INVESTIGAR 1. QUE ES ESPECTRO? 2. CUERPO NEGRO 3.CORPUSCULO EJERC ICIO 1 EJECICIOS Calculo de frecuencia y longitud de onda 1. ¿Cuál es la frecuencia de la luz que tiene una longitud de onda de 5 * 10E5 A (angstrom)? 2. Calcular la longitud de onda de la luz que tiene una frecuencia de 2 * 10E15 segE-1. 3. Calcular la longitud de onda para cada caso: a) v = 3 * 10E18 segE-1 b) v = 6 * 10E14 seg E-1 c) v = 1,5 * 10E15 seg E-1 Calculo de Energía, longitud de onda utlilizando la ecuación de Planck. 1. ¿Cuál es la frecuencia y la longitud de onda de un fotón cuya energía es de 16,3 * 10 E-12 erg.? 1er paso calcular la frecuencia por la ecuación E=h*v 2do paso Calcular utilizando la ecuación de los primeros ejercicios, de longitud de onda. 3. Con los siguientes datos de longitudes de onda calcular la energia asociada al fotón en cada caso. Espectro de luz blanca: a) Violeta 4100 A b) Azul 4700 A c) Verde 5200 A d) Amarillo 6200 A c) Rojo 7100 A Nota: Debe convertir A a cm. 4. ¿Cuál es la frecuencia y la longitud de onda de una radiación con una energía de 5 * 10E-13 erg? 5. ¿Cuál es la longitud de onda asocIada a un fotón de rAyos X, que tiene una longitud de onda de 10E2 A?