ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO
Los electrones ocupan niveles de energía discretos dentro
del átomo. Cada electrón posee una energía particular, con no más de dos
electrones en cada átomo teniendo la misma energía. Esto también implica que
existe una diferencia discreta en energía entre dos niveles de energía cualesquiera.
Dado que cada elemento posee un conjunto distinto de estos niveles de energía,
las diferencias entre ellos también son únicas. Los niveles de energía y las
diferencias entre ellos se conocen con gran precisión para cada elemento, lo que
forma la base para varios tipos de espectroscopia.
Utilizando un método espectroscópico, puede determinarse la identidad de los
elementos en una muestra.
NUMEROS CUANTICOS
El nivel de energía al que pertenece cada electrón está
determinado por cuatro números cuánticos.
Los cuatros números cuánticos son el numero cuántico principal n, el número cuántico acimutal o
secundario l, el número cuántico magnético ml, y el numero cuántico del espín ms.
El número cuántico principal refleja el agrupamiento de los
electrones en conjuntos de niveles de energía conocidos como capas. Los números
cuánticos acimutales describen el nivel de energía dentro de cada capa cuántica
y reflejan un agrupamiento posterior de los niveles de energía similar, por lo
general llamados orbitales. El número cuántico magnético especifica los
orbitales asociados con un número cuántico acimutal particular dentro de cada
capa. Al número cuántico de espín se le asignan valores de +1/2 y -1/2,
lo cual refleja los dos valores posibles del “espín” de un electrón.
De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, dentro de
cada átomo, dos electrones no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos y
por tanto, cada electrón esta designado por un conjunto único de cuatro números
cuánticos. El número de niveles de energía posibles está determinado por los
primeros tres números cuánticos.
DESVIACIONES DE LAS ESTRUCTURAS ELECTRONICAS ESPERADAS
Los niveles de energía de las capas cuánticas no se llenan
en un orden numérico estricto. El principio
de Aufbau es un mecanismo grafico que predice que predice las desviaciones
del ordenamiento esperado de los niveles de energía.
VALENCIA
La valencia de un átomo es el número de electrones en un
tomo que participan en el enlazamiento o en las reacciones químicas. La valencia
es el número de electrones en los niveles de energía externos s y p. la valencia de un átomo está relacionada con la habilidad del átomo
de entrar en combinación química con otros elementos.
EJEMPLO:
Mg: 1s(2) 2s(2) 2p(6) 3s(2) Valencia=
2
AL: 1s(2) 2s(2) 2p(6) 3s(2) 3p(1) Valencia=
3
Si: 1s(2) 2s(2) 2p(6) 3s(2) 3p(2) Valencia=
4
La valencia también depende del entorno inmediato que rodea
al átomo o de los átomos vecinos disponibles para el enlazamiento.
ESTABILIDAD ATÓMICA Y
ELECTRONEGATIVIDAD
Si un átomo tiene valencia de cero, el elemento es inerte
(no reactivo). Un ejemplo es el argón (Ar), el cual tiene la estructura electrónica:
1s(2)
2s(2) 2p(6) 3s(2)
3p(6)
La electronegatividad
describe la tendencia de un átomo a
ganar un electrón. Los átomos con niveles de energía externos casi llenos por
completo, como el cloro, son altamente electronegativos y aceptan electrones
con facilidad. Los átomos con niveles externos casi vacíos, tal como el sodio,
ceden electrones con facilidad y tiene una electronegatividad baja. Los
elementos con número atómico alto también tienen electronegatividad baja debido
a que los electrones externos están a una distancia mayor del núcleo positivo,
por lo que no están tan atraídos fuertemente al átomo. Los elementos con una electronegatividad baja
(<02) en ocasiones se describen como electropositivos.
