libro 2 quimica

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SISTEMAHELICOID AL 101 101 Compendio de Ciencias II-C Química CAPÍTULO 04 OBJETIVOS Identificación de los Números Cuánticos. Descripción numérica de cada número cuántico. Relación de los números cuánticos con las nubes electrónicas. ¿QUÉ ES UN CUANTO? El cuanto es un paquete de energía que se transporta en una onda electromagnética. Cresta Cuanto La onda presenta unas crestas o elevaciones, donde la distancia entre dos crestas se denomina longitud de onda ( ) y la frecuencia () se puede hallar de la siguiente manera: C , donde C es a velocidad de la luz, cuyo valor es: C 3 . 10 8 m / s . La energía de cada cuanto (E) se puede obtener usando la siguiente relación: E h , donde h es la constante de planck, que tiene como valor: h 6, 63 . 10 34 J . S. PREGUNTAS * ¿Qué transporta un cuanto? ............................................................................. ............................................................................ * ¿Cómo se transporta un cuanto?

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esta es la segunda presentación del libro de química para segundo grado de secundaria. espero sea de ayuda . para nivel secundario

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CAPTULO04OBJETIVOS Identificacin de los Nmeros Cunticos.

Descripcin numrica de cada nmero cuntico.

Relacin de los nmeros cunticos con las nubes electrnicas.QU ES UN CUANTO?El cuanto es un paquete de energa que se transporta en una onda electromagntica.

CrestaCuantoLa onda presenta unas crestas o elevaciones, donde la distancia entre dos crestas se denomina longitud de onda ( )

y la frecuencia () se puede hallar de la siguiente manera: C , donde C es a velocidad de la luz, cuyo valor es:C 3 . 10 8 m / s .

La energa de cada cuanto (E) se puede obtener usando la siguiente relacin: E h , donde h es la constante de planck, que tiene como valor: h 6, 63 . 10 34 J . S.PREGUNTAS* Qu transporta un cuanto?

.........................................................................................................................................................

* Cmo se transporta un cuanto?

.........................................................................................................................................................

* Para hallar la energa de un cuanto, qu es necesario conocer?

.........................................................................................................................................................

I . I N T R O D U C C I NLos nmeros cunticos son aquellos que describen la presencia del electrn en las nubes electrnicas y por lo tanto describe el estado energtico del electrn.

El estudio detallado de los nmeros cunticos proporciona una vis in ms c lara de la configuracin electrnica.

As mismo, estos nmeros nos proporcionan una prediccin del comportamiento electrnico.

I I . T E O R A1 . Los nmeros cunticos son aquellos que nos permiten describir el estado energtico de los elec trones en las nubes elec trnic as o REEMPES (Regin espacial energtica de mxima probabilidad electrnica).

2 . Los nmeros cunticos son los siguientes:

a)

Smbolo: _

3 . El nmero cuntico principal (n) nos indica la presencia del electrn en los Cada nivel se representa con letras maysculas y su nmero cuntico principal correspondiente lo hace con nmeros enteros.

Niveles: K L

(Ncleo )

n: 1 2 4 . El nmero cuntico secundario () nos indica la presencia del electrn en los Cada subnivel se representa con letras minsculas y su nmero cuntico secundario correspondiente lo hace con nmeros enteros,

iniciando con el cero, = 0, ......, (n 1)

donde (n 1) es el mximo valor.

Subniveles:

:

5 . El nmero cuntico magntico (m ) nos indicala presencia del electrn en los

Los valores de m van desde hasta +.

m = , ....., 0, ....., +; es decir (2 + 1)b)Smbolo: _

c)Smbolo: _

d)

posibilidades.

6 . El nmero cuntico spin (ms) nos indica la rotacin del electrn en torno Si el electrn rota en un sentido o spin (+) su

ms = +1/2 y se representa as: .Si el electrn rota en un sentido o spin () su

Smbolo: _

ms = 1/2 y se representa as: .

Pregunta desarrollada1 . Desarrolle un cuadro con la relacin entre los nmeros cunticos y las nubes electrnicas.

Sustentacin:

Pregunta por desarrollar1 . Desarrolle un cuadro sinptico con la relacin entre los nmeros cunticos y sus valores asociados a las propiedades de las nubes electrnicas.

Sustentacin:

1 . Qu es verdad para los nmeros cunticos?*Son nmeros fraccionarios que indican donde est el electrn.

* Nos indican el movimiento del electrn.

* Nos indican si el electrn est en el ncleo.

*Nos indican la posicin del electrn en las nubes electrnicas.

* Nos indican el nmero atmico y el nmero

de masa.

Rpta.: .........................................................

2 . Para el nmero cuntico principal, qu es falso?* Su smbolo es n.

* Sus valores son 1, 2, 3, 4, 5 ....., .

* Estn relacionados con los subniveles.

* Estn relacionados con los niveles.

* Son valores enteros mayores que cero. Rpta.: .........................................................

3 . Para el nivel M, qu es verdad?

* Su n = 2

* Sus valores de = 0, 1, 2.

* Su n = 4

* Sus valores de = 0, 1, 2, 3.

* Su n = 1

Rpta.: .........................................................

4 . Si un electrn est en el nivel con n = 4, entonces los valores de para los subniveles en dicho nivel

6 . Si un electrn ocupa el subnivel p, indicar qu posibilidad numrica cuntica est prohibida.

* = 1

* n = 2

* m = 0

* m = + 2

* m = 1

Rpta.: .........................................................

7 . Si un electrn tiene un valor = 3, cuntas posibilidades existen para asumir valores de m ?

Rpta.: .........................................................

8 . Si un electrn est en el nivel n = , entonces los valores de para los subniveles en dicho nivel son:

*

* slo cero

* 0, ..., ( 1)

* 0, ...,

* 0, ..., ( + 1)

Rpta.: .........................................................

9 . Si un electrn est presente en el subnivel con = 1, indicar lo que es falso:

* Presenta tres posibles nmeros magnticos.

* El subnivel es p.

son:

* La posibilidad m

= 2, est negada.Rpta.: ......................................................

5 . Si un electrn est presente en el subnivel d, indicar lo que es falso:

* Es posible que n = 3.

* Sus valores magnticos posibles son: 0, 1, 2, 3.

Rpta.: .........................................................

* Su valor de = 2.

1 0 . Si un electrn ocupa el orbital m

= 1, indicar* Se identifica usando el nmero cuntico

secundario.

*Se identifica usando el nmero cuntico azimutal.

*Se identifica usando el nmero cuntico azimutal = 2.

* Su valor secundario = 3.Rpta.: .........................................................

qu posibilidad cuntica est prohibida:

* = 0

* n = 2

* = 1

* n = 3

* = 3

Rpta.: .........................................................

1 1 . Si un electrn ocupa el orbital m

= 2, indicar

1 6 . Indicar si es falso (F) o verdadero (V):

qu posibilidad cuntica no est prohibida.

* = 0

* n = 1

* = 1

* n = 2

* = 3

Rpta.: .........................................................

1 2 . Cuntos valores de m puede tomar si el electrn est presente en el subnivel d?

Rpta.: .........................................................

( ) spin () entonces ms = 1.

( ) n = 4 entonces = 0, 1, 2, 3, 4.

( ) si = 3 entonces m = 3, 2, 1, 0, +1,

+ 2 , + 3 .

Rpta.: .........................................................

1 7 . Hallar el probable valor de: (n + )2, si el electrn est en el nivel N.

Rpta.: .........................................................

1 3 . Para un electrn con = 0, qu es falso?

1 8 . Calcular el mximo valor de:

n , si n = 5.* Est en el subnivel S.

* Su valor m

= 0.

* Slo puede tomar un valor de m .

Rpta.: .........................................................

* n = 1

* n = 2

Rpta.: .........................................................

1 4 . Indicar falso (F) o verdadero (V):( ) n = 3 entonces = 0, 1, 2.

( ) = 2 entonces m = 2, 1, 0, +1, +2. ( ) ms = +1/2 entonces el spin (+).

Rpta.: .........................................................

1 5 . Si cada crculo representa a un orbital, indicar lo que es falso:

* = 0, entonces m = * = 1, entonces m = * = 2, entonces m = * = 3, entonces m = * = 4, entonces m = Rpta.: .........................................................

1 9 . Calcular el mnimo valor de: n(2 1) , si = 3.2Rpta.: .........................................................

2 0 . Hallar el mnimo valor de (2 + 1), si n = 1000.

Rpta.: .........................................................

1 . Si el electrn est presente en el subnivel S, indicar lo que es falso:

A) Su valor de = 0.

4 . Hallar el mnimo valor para

n 2 2

, si = 4.

B) Su valor de m

= 0.

A) 1 3 2C) Existe un solo valor magntico. D) Su mnimo valor de n = 1.

E) Existe al menos un valor de n que no lo contiene.

2 . Si un electrn ocupa el subnivel con valor = 2,

qu posibilidad numrica cuntica est prohibida?

B) 1 7 2C) 2 1 2D) 2 5 2E) 2 9A) n = 3

B) n = 6

25 . Hallar el mximo valor de n2 + , si el electrnC) m

D) m

E) m

= 0

= + 3

= 1

est en el nivel L. A) 1

B) 2

C) 33 . Indicar si es falso (F) o verdadero (V):( ) n = 4 entonces = 0, 1, 2, 3. ( ) n = 1 entonces = 0.

( ) = a entonces m = a.

A) FFV B) VVV C) VVF D) FVF E) FFF

D) 4

E) 5

CAPTULO05OBJETIVOS Combinacin correcta de ls nmeros cunticos.

Relacin de los nmeros cunticos con las propiedades del orbital.

Conocimiento de la energa relativa.N M E RO S M G I CO SEn la historia de la humanidad existen nmeros mgicos cabalsticos o usados en brujera, como en hechicera. Estos nmeros son conocidos, por ejemplo: 13 y 7 (domingo 7, martes 13).

Pero un momento, no es verdad que, segn la Biblia, Dios cre el Universo en 7 das y los pecados capitales son 7 y la semana tiene 7 das.

Dentro de muchos aos los nmeros cunticos se convertirn en nmeros mgicos por la importancia en el desarrollo y avance de la ciencia y por lo tanto de la humanidad.

I . PROPIEDADES DE LOS ORBITALES1 . TAMAO Y VOLUMENLos electrones se mueven a diferentes distancias del ncleo, por ello generan orbitales de diferente tamao y volumen. A mayor distancia del ncleo, mayor es el tamao del orbital.

2 . G E O M E T R ASon los contornos probabilsticos del espacio ocupado por los electrones en su movimiento.

3 . OR IEN TAC IN ESPACI ALEl movimiento de los electrones en el espacio tridimensional permite la orientacin de los orbitales, generando orbitales del mismo tipo geomtrico y de volumen pero en diferentes orientaciones, denominndose subnivel.

4 . ENERGA RELAT IVA (E R)Es la energa que nos indica la estabilidad de los orbitales ocupados por los electrones.

La energa relativa se obtiene sumando el nmero cuntico principal (n) y el nmero cuntico secundario ()

proporcionado por el nivel y subnivel donde est el orbital ocupado por el electrn.

A mayor valor de la ER, el orbital tiene ms energa, por lo tanto es menos estable.

Si las ER son iguales, los orbitales son degenerados y el de mayor valor de n tiene ms energa por ello es el de menor estabilidad.

Completar el cuadro:NmeroCunticonPropiedad delOrbitalValores Cunticos Relacionados con la Propiedad

n = 1, 2, 3, 4, ....,

Aumenta las dimensiones

..... = 0 = 1 = 2 = 3

m = 0m = -1, 0, + 1m = -2, -1, 0, + 1, + 2m = -3, -2, -1, 0, + 1, + 2, + 3

I I . NMERO DE ELECTRONES1 . O R B I TALUn orbital presenta dos electrones como mximo.

Orbital lleno con dos electrones apareados.Orbital semilleno con un electrn no apareado.

Orbital vaco.2 . S UB NI VE LE SMximo nmero de electrones en un subnivel. s2

6 d10, f14, etc.s2 :

d 10 :p 6 :

f14 :3 . NIVELESMximo nmero de electrones en un nivel se obtiene usando la frmula: 2(n)2

donde n es el nmerocuntico principal.Notacin:

nxy # de e-Ejemplo:

Subnivel4 p 5n = 4 subnivel p, entonces l = 1, # electrones = 5.

Pregunta desarrollada1 . Obtener la energa relativa de los siguientes orbitales:

4p, 6s, 3p, 5d. Hallar:

a) El orden creciente de estabilidad. b) El orden creciente de energa.

Sustentacin:

Preguntas por desarrollar1 . Obtener la energa relativa de los siguientes orbitales: 3d, 7s, 2p, 5f.

Hallar:

a) El orden creciente de estabilidad. b) El orden creciente de energa.

Sustentacin:4pn = 4 = 1ER = 5

6sn = 6 = 0ER = 6

3pn = 3 = 1ER = 4

5dn = 5 = 2ER = 7

a) A ma yo r E R, ma y o r e n e r g a , me n o r estabilidad.

5d < 6s < 4p < 3pAumenta la estabilidadb) A mayor ER, mayor energa.

3 p < 4 p < 6 s < 5 dAu m en ta la e n erga

1 . Expresar el nmero cuntico para la siguiente geometra del orbital.

2 . Expresar el nmero cuntico para la geometra del siguiente orbital:

yyx xz zRpta.: ..........................................................

Rpta.: ...........................................................

3 . Expresar el orbital de mayor volumen presente en:

* nivel K * n = 2

1 0 . Hallar la menor energa relativa:

* 6p * 3d*nivel M*nivel L

*n = 4

Rpta.: .........................................................

4 . Expresar el orbital de menor volumen presente en:

* n = 6 * n = 2

* nivel K * nivel M

* n = 7

Rpta.: ...........................................................

5 . Indicar qu subnivel presenta el menor nmero de orbitales orientados en el espacio tridimensional:

* p * d

* s * f

* g

Rpta.: ...........................................................

6 . Indicar qu subnivel presenta el mayor nmero de orbitales orientados en el espacio tridimensional:

* p * d

* s * f

* g

Rpta.: ...........................................................

7 . Hallar todas las orientaciones posibles para los orbitales pertenecientes al subnivel d:

* 0 * 2, 0, +2

Rpta.: ...........................................................

8 . Hallar todas las orientaciones posibles para los orbitales pertenecientes al subnivel p:

* 2, 1, 0, +1, +2 * 1, 0, +1

* 0 * 3,2,1,0,+1,+2,+3

* 2, 1, 0

Rpta.: ...........................................................

9 . Hallar la energa relativa de mayor valor:Rpta.: ...........................................................

Rpta.: ...........................................................

1 1 . Indicar el orbital de mayor energa:* 3s * 5p

* 6s * 4d

* 4p

Rpta.: ...........................................................

1 2 . Indicar el orbital de mayor estabilidad:* 4d * 3d

* 5s * 4p

* 5f

R p t a . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 3 . Indicar el orbital de menor estabilidad:Rpta.: ...........................................................

1 4 . Hallar la combinacin correcta de nmeros cunticos:

* n = 2, = 2, m = 0, s = +1/2

* n = 3, = 1, m = +1, s = 1/2

* n = 4, = 2, m = 3, s = 1/2

* n = 2, = 0, m = 1, s = +1/2

* n = 3, = 4, m = +2, s = 1/2

Rpta.: ...........................................................

1 5 . Hallar la combinacin falsa de nmeros cunticos:

* n = 4, = 2, m = +2, s = +1/2

* n = 3, = 1, m = 0, s = 1/2

* n = 3, = 0, m = 0, s = +1/2

* n = 2, = 1, m = +1, s = 1/2

* n = 2, = 0, m = 1, s = +1/2

Rpta.: ...........................................................

1 6 . Determine la combinacin falsa (F) o verdadera (V):

1 8 . Hallar los nmeros cunticos del ltimo electrn en 4p3 (n, , m , m ).

sRpta.: ...........................................................Rpta.: ...........................................................

1 7 . Hallar la combinacin falsa (F) o verdadera (V):

1 9 . Hallar los nmeros cunticos del ltimo electrn en 2s1 (n, , m, s).

Rpta.: ...........................................................

2 0 . Hallar los nmeros cunticos del ltimo electrn en 4d8 (n, , m, s).

Rpta.: ...........................................................Rpta.: ...........................................................

1 . Expresar el nmero cuntico para la geometra del siguiente orbital:

A) n = 0

B) n = 1

C) = 0

D) = 1

E) m = 0

2 . Expresar el orbital de mayor volumen presente en: A) nivel L

B) n = 4

C) nivel K D) n = 2

E) nivel M

3 . Hallar la mayor estabilidad:

A) 6p B) 7s C) 5d D) 4f E) 6d

4 . Hallar la combinacin correcta de nmeros cunticos:

A) n = 2, = 2, m = 0, ms = +1/2

B) n = 1, = 0, m = +1, ms = 1/2

C) n = 3, = 1, m = 0, ms = +1/2

D) n = 2, = 0, m = 1, ms = 1/2

E) n = 4, = 2, m = +2, ms = +1/2

5 . Indicar los nmeros cunticos del ltimo electrn para 5d7.

A) n = 5, = 2, m = 0, ms = +1/2

B) n = 5, = 3, m = +2, ms = +1/2

C) n = 5, = 2, m = 1, ms = 1/2

D) n = 5, = 1, m = +1, ms = +1/2

E) n = 5, = 2, m = +2, ms = 1/2

CAPTULO06OBJETIVOS Disear la configuracin electrnica de los tomos de los elementos.

Conocer los principios que rigen el desarrollo de la configuracin electrnica.NMERO DE ELECTRONESTratemos de comprender cuntos electrones presenta un gramo de cobre; para ello se debe conocer que dicha masa de cobre contiene 9,48 . 1021 tomos y cada tomo de cobre presenta 29 electrones.

Para calcular el nmero total de tomos se debe multiplicar (9,48 . 1021 x 29), lo que da como resultado:

274,92 . 1021 tomos.

Este nmero es: 274 920 000 000 000 000 000 000, es decir, doscientos setenta y cuatro mil novecientos veinte millones de millones de millones o tambin doscientos setenta y cuatro mil novecientos veinte trillones de electrones en un solo gramo de cobre.

Ahora pregntate:

Cuntos electrones tiene la Tierra? Cuntos electrones tiene tu cuerpo? Cuntos electrones tiene tu lapicero?I . PRINCIPIOS DE LA CONFIGURACIN ELECTRNICA1 . Principio de AufbauLos electrones se distribuyen en los orbitales de menor a mayor energa relativa. (Principio de Aufbau)2 2 6 2 6 2 10

6 2 10

6 2 14

10 6 21s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

4p 5s 4d

5p 6s 4f

5d 6p 7s

2 . Principio de mxima multiplicidad (Hund)Dentro de un subnivel los electrones primero se desaparean en los orbitales y despus se aparean.

3 . Principio de exclusin (Pauli)Ningn electrn tiene los cuatro nmeros cunticos iguales en su configuracin electrnica.

Pregunta desarrollada1 . Para el elemento con Z = 22. Hallar:

a) Su configuracin electrnica.

b) Nmero de electrones en cada nivel.

c) Nmero de orbitales semillenos y vacos.

Sustentacin:a) Para Z = 22

Preguntas por desarrollar1 . Para el elemento Z = 26. Hallar:

a) Su configuracin electrnica.

b) Nmero de electrones en cada nivel.

c) Nmero de orbitales llenos y semillenos.

Sustentacin:2 2 6 2

5 2 21s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

b) Cada nivel:K L M N1s2

2 s2 2 p 6

3 s2 3 p 6 3 d 2

4 s2(2e )(8 e )(1 0 e )(2e ) c) Slo 4d2 no est completamente lleno.

4 d 2 2 orbitales semillenos y 3 orbitales vacos.

1 . Determine el nmero de electrones en el ltimo nivel del argn si su nmero atmico es 18.

Rpta.: ..........................................................

2 . Determine el nmero de electrones en el ltimo nivel del hierro si su nmero atmico es 26.

Rpta.: ...........................................................

3 . Determine el nmero de electrones en el ltimo nivel del arsnico si su nmero atmico es 33.

Rpta.: .........................................................

4 . Cul es el nmero atmico de un elemento si su configuracin electrnica termina en 3d8?

Rpta.: ...........................................................

5 . Cual es el nmero atmico de un elemento si su configuracin electrnica culmina en 5s1?

Rpta.: ...........................................................

6 . Cul es el nmero atmico de un elemento si su configuracin electrnica finaliza en 4p5?

Rpta.: ...........................................................

Compendio de Ciencias II-C

Qumica7 . Hallar el nmero de orbitales llenos para el Zn si su nmero atmico es 30.

Rpta.: ...........................................................

8 . Hallar el nmero de orbitales llenos para el Se si su nmero atmico es 34.

Rpta.: ...........................................................

9 . Hallar el nmero de electrones no apareados para el Mn cuyo (Z = 25).

Rpta.: ...........................................................

1 0 . Hallar el nmero de electrones no apareados para el I cuyo (Z = 53).

Rpta.: ...........................................................

1 1 . Hallar el nmero de orbitales vacos para el Zirconio si el (Z = 40).

Rpta.: ...........................................................

1 2 . Determine el nmero de orbitales vacos para el estao cuyo nmero atmico es 50.

Rpta.: ...........................................................

1 3 . Hallar el mnimo nmero de electrones para un tomo con dos subniveles "s" llenos.

Rpta.: ...........................................................

1 4 . Hallar el mnimo nmero de electrones para un tomo con 1 subnivel "p" lleno.

Rpta.: ...........................................................

1 5 . Hallar el mximo nmero de electrones para un tomo con 3 subniveles "s" llenos.

Rpta.: ...........................................................

1 6 . Hallar el mximo nmero de electrones para un tomo con 2 subniveles "p" llenos.

Rpta.: ...........................................................

1 7 . Determine el nmero de electrones en el ltimo nivel del teluro cuyo nmero atmico es 52.

Rpta.: ...........................................................

1 8 . Hallar el nmero atmico de un elemento si el nmero de electrones en el cuarto nivel es 13.

Rpta.: ...........................................................

1 9 . Calcular el nmero de orbitales llenos de un tomo que tiene 9 electrones en el nivel M.

Rpta.: ...........................................................

2 0 . Hallar el nmero de electrones no apareados en un tomo que tiene dos electrones en el cuarto nivel, como mnimo.

Rpta.: ...........................................................

2 1 . Determine el nmero de electrones presentes en los orbitales de los subniveles p si tiene 12 electrones en orbitales de los subniveles d.

Rpta.: ...........................................................

1 . Determine el nmero de electrones en el ltimo nivel de Bromo si el (Z = 35).

A) 1

B) 3

C) 5

D) 7

E) 9

2 . Hallar el nmero atmico de un elemento si presenta

8 electrones en el ltimo nivel con n = 5. A) 50

B) 51

C) 52

D) 53

E) 54

3 . Calcular el nmero de orbitales llenos de un tomo que tiene Z = 52.

A) 25

B) 24

C) 23

D) 26

E) 27

4 . Hallar el nmero de electrones no apareados de un tomo que tiene 6e en el cuarto nivel.

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

5 . Calcular el nmero de electrones en los orbitales del subnivel "s" si presenta 18 electrones en los orbitales de subniveles "p", considerando el mximo nmero de electrones.

A) 2

B) 4

C) 6

D) 8

E) 10

Compendio de Ciencias II-C Qumica

N MERO CUN TICO

SMBOLORELACIO N AD O CO N LA N UB E ELECTR N ICAPrincipa lnNivelSecunda rioSubnivelMa gnticomOrbita lSpinmsCa mpo ma gntico

m

Compendio de Ciencias II-C Qumica

,

p

,

,

s

*4f*8s*7d

*2, 1, 0, +1, +2 *1, 0, +1*3, 2, +2, +3

*4p*3s*2p*4s*3p

*6p*3s*4d*5f*7p

nm m s( )aa+ 1+ 1/2( )bb 201/2( )860+ 1/2( )1010+ 11/2

nm m s( )20+ 1+ 1/2( )33-2-1/2( )100+ 1/2

Compendio de Ciencias II-C Qumica