tema ii estructura atómica y tabla periódica

7/25/2019 Tema II Estructura Atmica y Tabla Peridica

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Tema II:

Estructura atmica y tabla

peridica

Repblica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educacin

U.E. Colegio Santo Toms de Villanueva

Departamento de CienciasCtedra: Qumica Orgnica

5 Ao

Prof. Luis E. Aguilar R.


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Teora Atmica


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Modelos

Demcrito yLeucipo

Dalton ThomsonRutherford

- BohrMecanocuntico

Teora Atmica

Constitucin de lamateria?

Estructura AtmicaConceptos Tipos de tomos

TOMO


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Demcrito y Leucipo A travs de un pensamiento

filosfico, 450 AC en la Greciaantigua, fundan la escuelaatomista.

Ellos sugirieron que, al dividircualquier sustancias, se deberallegar a la unidad mnimaconstituyente e indivisible, el

TOMO (del griego a= sin y tomo= divisin), comn para toda la materia.ste fue el primer modelo atmico

propuesto.


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Modelo atmico de Dalton Representa al tomo

como un esferacompacta indivisiblee indestructible.


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Modelo atmico deThomson tomo esfera homognea de

electricidad positiva. Los electronesestn incrustados en ella.

Su modelo atmico lo asemeja a un

budn de pasas.tomo estacionario


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Modelo atmico de Rutherford El tomo est

constituido por un ncleocentral que es la regindonde se encuentran las

cargas positivas(protones), y alrededorse encuentra el electrngirando en rbitas

circulares.


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Modelo atmico de Bohr En 1913 Niels Bohr discpulo de

Rutherford propone un nuevomodelo para el tomo de

Hidrgeno aplicandoacertadamente la TeoraCuntica de la radiacin dePlanck.
http://www.educaplus.org/modules/wfsection/article.php?articleid=28http://www.educaplus.org/modules/wfsection/article.php?articleid=28


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Heisenberg deca que es imposible saber conexactitud la posicin y la velocidad de un electrn en

un momento dado (Principio de incertidumbre), por loque se describieron unas regiones estadsticas demayor probabilidad electrnica rempe- que definanla posible posicin de un electrn en determinadomomento. Estas regiones tambin se conocen como

orbitales atmicos y presentan algunos subniveles. Laposicin de un electrn puede definirse por 4nmeros cunticos: n, l, m y s.
http://www.spaceandmotion.com/Images/heisenberg-werner-mechanics-2.jpg


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n: es el nmero cuntico principal ydescribe el nivel energtico en elque est un electrn dado.

l: es el nmero cuntico del

momentoangular; hace referencia alsubnivel

energtico y a la forma delorbital.m: es el nmero cuntico magntico

y

describe la orientacin del orbitalen el espacio.s: es el nmero cuntico del espn

electrnico y corresponde al girodel electrn.

Segn el Principio de exclusin de Pauli,dos electrones no pueden tener losmismos nmeros cunticos.


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NMEROS CUNTICOS n, principal, se refiere a la energa de

las rbitas, o los niveles energticos y altamao do rbita l , orbital, se refiere a un subnivel

energtico, cuando hablamos de unarbita especifica

ml, magntico, se refiere a la orientacindel orbital

ms, spin, se refiere al movimiento derotacin del electrn


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NMEROS CUNTICOS


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http://www.ciencia.cl/CienciaAlDia/volumen4/numero2/articulos/acevedo/image048.gif


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Teora Mecano Cuntica

Es un modelo matemtico probabilstico. Est basado en los principios de Louis de

Broglie, Werner Heisenberg y ErwinSchrodinger. Establece el concepto "orbital".


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Estructura Atmica El TOMOunidad bsica de toda la

materia.


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Partculas subatmicas

Partcula Carga Masa

Protn (p+) +1 1

Neutrn (n) 0 1

Electrn (e-) -1 1/1840


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Partcula Masa (g)

Carga

coulombs

Cargaunitaria

Electrn 9.1 x 10 -28 g -1.6022 x 10-19 - 1

Protn 1.67 x 10 -24g

+1.6022 x 10-19 + 1

Neutrn 1.675 x 10 -24g 0 0


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Conceptos Nmero atmico (Z):Indica el n de

protones del ncleo

Z = p+

tomo neutro p+ = e-

Z = p+ = e-


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11Na :

19K :

17Cl :

N Protones 11

N Electrones 11

N Protones 19

N Electrones 19

N Protones 17

N Electrones 17


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Nmero msico (A):Es la suma entrelos protones y neutrones.

A = p+ + n0

Como Z = p+ se cumple A = Z + n0

Despejando los p+ + n0 tenemos

p+ = A - n0 n0 = A p+


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Representacin del tomo

de un elemento A = N msico Z = N atmico X = Carga inica Y = Atlomicidad


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Iones Catin:- pierden electrones

- Tienen Carga positiva

Ej: 11Na+


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Anin:- Ganan electrones

- Tienen carga negativaEj: 17Cl-


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Determinacin departculas atmicas

Protones Neutrones Electrones22 26 22



Br-

Mg2+

Ti

79

24

48

35

12

22


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Tipos de tomos Istopos:- tomos de un mismo

elemento

- Tienen = Z y A


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Isbaros:

- tomos de distintos elementos- Tienen = A y Z


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Istonos:

- tomos de distintos elementos- Tienen = n, Z y A


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Isoelectrnicos Son tomos que tienen igual nmerosde electrones.

Ejemplo

10Ne; 11Na+; 12Mg2+; 9F- = 10 e-


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Existe un orden en que se llenan los

orbitales y est descrito en la tablasiguiente:


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NcleoCubierta electrnica

MODELO MECANOCUNTICO DETOMO

ORBITALES

Carcter ondulatorio de loselectrones

Principio de Incertidumbrede Heisenberg Caracterizados por nmeros cunticos:

n : nmero cuntico principal

l : nmero cuntico secundario

m: nmero cuntico magntico


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NIVELES Y SUBNIVELES EN LA CUBIERTA ELECTRNICA


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ORBITALES 1s y 2s

ORBITAL s


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ORBITALES 2p


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ORBITALES 3 d


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ENERGA DE LOSORBITALESRegla cuntica de (n+l):

Entre dos orbitales tendr menor energa aqul en el que la sumade los nmeros cunticos n y l sea menor. Si el resultado fuese elmismo para ambos, tendr menor energa aqul de menor nmerocuntico principal n


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EN QU ORDEN SE LLENAN LOSORBITALES?

Principio de construccin (Aufbau):

En su estado fundamental la distribucin electrnica de un elemento seconstruye a partir del inmediato anterior, adicionndole un electrn demodo que le confiera la mxima estabilidad (menor energa)


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CUNTOS ELECTRONES CABEN EN UN ORBITAL?

Principio de exclusin de Pauli (1925):

En un determinado sistema cuntico (tomo o molcula) no puedenexistir dos electrones con los cuatro nmeros cunticos idnticos

Por tanto, en un orbital slo caben dos electrones que compartirantres nmeros cunticos y se diferenciaran en el nmero cuntico despin (s)


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CMO SE LLENAN LOS GRUPOS DE ORBITALES DE IGUALENERGA?

Regla de la mxima multiplicidad de Hund:

Cuando una serie de orbitales de igual energa (p, d , f) se estnllenando con electrones, stos permanecern desapareados mientrassea posible, manteniendo los espines paralelos


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CAPA DE VALENCIA


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CAPA DE VALENCIA DE LOS 18 PRIMEROSELEMENTOS


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LA TABLA PERIDICA.


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Cl ifi i d


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Clasificacin deMendeleiev

Clasific lo 63 elementos conocidos utilizando el criterio de masaatmica creciente, ya que no se conoca el concepto de nmeroatmico puesto que no se haban descubierto los protones.

Dej huecos para elementos que an no se haban descubierto.

Predijo las propiedades de algunos de stos, tales como elgermanio (Ge). En vida de Mendeleiev se descubri que el Ge quetena las propiedades previstas

Algunos elementos tena que colocarlos en desorden de masaatmica para que coincidieran las propiedades. Lo atribuy a que

las masas atmicas estaban mal medidas. As, por ejemplo, colocel teluro (Te) antes que el yodo (I) a pesar de que la masaatmica de ste era menor que la de aquel.

l f d M d l


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Clasificacin de Mendeleiev


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La tabla peridica actual Se usa el orden creciente de n atmico, a la vez

que se colocan los elementos con propiedadessimilares en la misma columna. Hay una relacin directa entre el ltimo orbital

ocupado por un e de un tomo y su posicin en latabla peridica.

Se clasifica en cuatro bloques: Bloque s: (A la izquierda de la tabla) Bloque p: (A la derecha de la tabla) Bloque d: (En el centro de la tabla) Bloque f: (En la parte inferior de la tabla)


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Conformacin Tabla

Peridica 7 filas horizontales: periodos 18 columnas verticales: grupos- Grupo A: elementos representativos.- Grupo B: elementos de transicin.

Transicin interna (tierras raras): 14 elementos en series

Lantnida y Actnida


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Tipos de orbitales en la tabla peridica

Bloque s

Bloque p

Bloque d

Bloque f

p1p2 p3p4 p5 p6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

s1 s2

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13

f14

H He


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Bloque Grupo Nombres Config. Electrn.

s1

2

Alcalinos

Alcalino-trreos

n s1

n s2

p

13

1415

16

17

18

Trreos

CarbonoideosNitrogenoideos

Anfgenos

Halgenos

Gases nobles

n s2p1

n s

2

p

2

n s2p3

n s2p4

n s2p5

n s2p6

d 3-12 Elementos de transicin n s2(n1)d1-10

fEl. de transicin Interna

(lantnidos y actnidos)n s2 (n1)d1(n2)f1-14

Grupos de la Tabla Peridica

Ejemplo: Determinar la posicin que ocupar un

50


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Ejemplo: Determinar la posicin que ocupar untomo cuya configuracin electrnica termine en

5d4 6 s2

W


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Propiedades qumicas de los metales:

Por lo general poseen 1 a 3 electrones de valencia.

Forman cationes por prdida de electrones.

Forman compuestos inicos con no metales. Los metales puros se caracterizan por el enlace

metlico.

Los metales ms qumicamente reactivos estn a laizquierda y abajo en la tabla.


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Propiedades fsicas de los metales:

Altos ptos. de fusin y ebullicin.

Brillantes

Color plateado a gris

Alta densidad

Formas de slidos cristalinos.


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Propiedades qumicas de los no metales:

Contienen cuatro o ms electrones de valencia.

Forman aniones por ganancia de electrones cuandogeneran compuestos.

Forman compuestos inicos con metales.

Forman compuestos covalentes con otros no metales.


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Propiedades fsicas de los no metales:

Son amorfos.

Poseen colores variados.

Son slidos, lquidos o gases.

Poseen bajos puntos de fusin y ebullicin.

Tienen baja densidad.

CONFIGURACIN ELECTRNICA


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CONFIGURACIN ELECTRNICA

Es la distribucin de los electrones de un tomo en susrespectivos niveles, subniveles y orbitales.

Para lograr una correcta Configuracin Electrnica es necesario cumplir con lassiguientes condiciones:

2.- La Regla de las Diagonales o Principio de Aufbau.

3.- El Principio de Exclusin de Pauli.

4.- El Principio de la Mxima Multiplicidad.

1.- Utilizar una notacin que indique el Nivel (n), el Subnivel (l) y los electronespresentes en ese subnivel. nlx

REGLA DE LA DIAGONALES O PRINCIPIO DE AUFBAU


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REGLA DE LA DIAGONALES O PRINCIPIO DE AUFBAU

1S2

2S2 2P6

3S2 3P6 3d10

4S2 4P6 4d10 4f14

5S2 5P6 5d10 5f14

6S2 6P6 6d10

7S2 7P6

Siguiendo la direccin que indicacada una de las diagonales sedetermina el orden de llenado de los

subniveles en los respectivos niveles:

PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI


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PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI

Dos electrones no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo, es

decir dos electrones no pueden tener los mismos cuatro nmeroscunticos iguales, al menos en uno deben de ser diferentes

Dos electrones en un mismo orbital deben de representarse con giros en

sentidos contrarios

CORRECTO INCORRECTO

PRINCIPIO DE LA MAXIMA MULTIPLICIDAD

Los electrones por ser partculas con carga negativa tienden a separarse, por lo

que s en un mismo subnivel hay orbitales disponibles, lo electrones tienen aocupar lo mximo posible de esos orbitales

S2P3 d6

Px Py Pz d1

f1

d2 d3 d4 d5

f2 f3 f4 f5 f6 f7

f7

LA CONFIGURACIN ELECTRNICA DEL BROMO


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Es la distribucin de los electrones del Bromo en sus respectivosniveles, subniveles y orbitales.

Bromo 35 Br80P+ =35

n =45

e- =35

1S2 2S2 2P6 3S2 3P6

4S2 3d10 4P5

e- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 20 31 32 33 34 35

n 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4

l 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1

m 0 0 0 0 -1 0 +1 -1 0 +1 0 0 -1 0 +1 -1 0

s -

+

-

+

-

-

-

+

+

+

-

+

-

-

-

+

+

1

2

3

4

5

8

6

9

7

10

19

20

31

34

32

35

33

26

10

2 2

6

5

2


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P i d d idi


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Propiedades peridicas Tamao del tomo

Radio atmico: Radio covalente (la mitad de la distancia de dos

tomos unidos mediante enlace covalente).

Radio metlico. Radio inico

Energa de ionizacin.

Afinidad electrnica. Electronegatividad Carcter metlico.

R di t i


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Radio atmico Es la mitad de la

distancia de dos tomosiguales que estnenlazados entre s.

Puede ser: radio covalente (para no

metales)

radio metlico (para losmetales)

Variacin del radio atmico en un


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Variacin del radio atmico en unperiodo

En un mismo periododisminuye hacia laderecha.

Es debido a que loselectrones de laltima capa estarnms fuertementeatrados.

Periodo 2

Ed. Santillana. Qumica

2 Bachillerato.


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Variacin del radio atmico en ungrupo.

En un grupo, elradio aumenta alaumentar el

periodo, puesexisten mscapas de

electrones. Ed. Santillana. Qumica

2 Bachillerato.

Grupo 1


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Aumento en el radio atmico


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R di i i


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Radio inico Es el radio que tiene un tomo que

ha perdido o ganado electrones,adquiriendo la estructuraelectrnica del gas noble mscercano.

Los cationes son menores quelos tomos neutros (menorrepulsin de e). Los aniones son mayores que

los tomos neutros (mayorrepulsin electrnica).

Ed. Santillana.

Qumica 2 Bach.

Comparacin de radios atmicos e


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Comparacin de radios atmicos einicos

Iones isolectrnicos

Ed. ECIR.

Qumica 2 Bach.

Ejemplo: a) De las siguientes secuencias dei l d l d i

68


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iones, razone cual se corresponde con la ordenacin en

funcin de los radios inicos: (I) Be2+ < Li+ < F- < N3-,

(II) Li+ Be > N > F. En el mismo periodo, el radioatmico disminuye hacia la derecha al haber una

mayor Z* por aumentar ms Z que el EP.


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Energa o potencial de ionizacin (EI) Es la mnima energa necesaria para extraer un e

de un tomo neutro, gaseoso y en su estadofundamental y formar un catin.M (g) M+ (g) + 1e-

Es siempre positiva (proceso endotrmico) y se

expresa en eV/tomo o en kJ/mol. Se habla de 1 EI(EI1), 2 EI (EI2), ... segn setrate del primer, segundo, ... e extrado.

La EI aumenta hacia arriba en los grupos y hacia laderecha en los periodos por disminuir el radio.

La EIde los gases nobles, al igual que la 2 EIen losmetales alcalinos, es enorme.

Variacin de la Energa de ionizacin
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/conmarcos/graficos/ionizacion.jpg


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Var ac n de la Energ a de on zac n(EI).

Aumento en la Energa de ionizacin

Afinidad electrnica (AE)
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/conmarcos/graficos/ionizacion.jpghttp://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/conmarcos/graficos/ionizacion.jpg


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Afinidad electrnica (AE) Es la energa intercambiada cuando un tomo

gaseoso captura un e y forma un anin.

X (g) + 1e- X- (g)AECl (g) + 1e- Cl- (g) AE= -384 KJ/mol

Se suele medir por mtodos indirectos. Puede ser positiva o negativa aunque suele ser

exotrmica. La 2 AE suele ser positiva. Tambinla 1 de los gases nobles y metales alcalinotrreos. Es mayor en los halgenos (crece en valor absoluto

hacia la derecha del S.P. y en un mismo grupo

hacia arriba por disminuir el radio).

Electronegatividad ( )


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Electronegatividad ( ) La electronegatividad () mide la

tendencia de un tomo en una molcula aa atraer los e haca s. Pauling estableci una escala de

electronegatividades entre 07 (Fr) y 4(F). aumenta hacia arriba en los grupos y

hacia la derecha en los periodos.

C t tli


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Carcter metlico Es una propiedad relacionada con las

propiedades fsicas y qumicas de loselementos. El carcter metlico aumenta hacia la

izquierda en un periodo y hacia abajo enun grupo.

PROPIEDADES PERIDICAS: RADIO ATMICOS


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PROPIEDADES PERIDICAS: RADIO ATMICOS

PROPIEDADES PERIDICAS: ELECTRONEGATIVIDAD


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PROPIEDADES PERIDICAS: ELECTRONEGATIVIDAD

Ejemplo: Dados los elementos A y B de t i 19 35 ti t


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nmeros atmicos 19 y 35 respectivamente:

a) Establezca la configuracin electrnica de cada uno de

ellos. b) Indique su situacin en el sist. peridico. c)

Com-pare tres propiedades peridicas de ambos elementos.

d)Justifique el tipo de enlace que producen al unirse.

a)A (Z=19): 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1

B (Z= 35): 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p5b)A (4s1) Grupo 1 (alcalinos) Periodo 4

B (4s2p5) Grupo 17 (halgenos) Periodo 4

c)Al estar en el mismo periodo slo hay que ver lavariacin de izquierda a derecha:radio atmico : A > B (el radio disminuye hacia la derecha)

EI: A < B (la EI aumenta hacia la derecha)

: A < B (la aumenta hacia la derecha)

Ejemplo: Dados los elementos A y B de i 19 35 i


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nmeros atmicos 19 y 35 respectivamente:

a) Establezca la configuracin electrnica de cada uno de

ellos. b) Indique su situacin en el sistema peridico.c)Compare tres propiedades peridicas de ambos

elementos. d) Justifique el tipo de enlace que producen al

unirse.

(Viene de la diapositiva anterior)

d)Al ser A un metal alcalino y B un no-metalhalgeno formarn un enlace inico ya que A

tender a ceder el electrn 4s con facilidad (bajaEI) y B tender a capturarlo (alta ):

A 1 eA+ ; B + 1 e B Frmula: AB (KBr)

Ejercicio: Supuesto que se conocen los nmeros ti " " "1" " " d fi l t d d l lti


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cunticos "n", "1" y "m", que definen el estado del ltimo

electrn que forma parte de la corteza de un elemento E.

Razone si puede saberse: a) Si ser oxidante o reductor; b)Si es un metal o no metal; c) Si ser muy electronegativo; d)

Si su volumen atmico ser elevado.

Al saber los ltimos n cunticos se podr saber su ltimo tipo

de orbital en ser rellenado y , por tanto, posicin aproximada enla tabla en la tabla peridica.

a) Si el ltimo orbital es s (l=0) ser una sustancia reductora pues

tratar de oxidarse (perder e) mientras que si es p (l=1) ser

ms oxidante (sobre todo si n es pequeo sin ser 1).b) Si el ltimo orbital es s ser un metal alcalino o alcalino-

trreo; sin embargo si el ltimo orbital es p podr ser metal o

no metal (tanto mas no-metal cuanto menor sea s sin ser 1).

(Contina)


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