Estructura de la materia

UNIDAD 1

Estructura de la materia

(BAIN 069, Química para Ingeniería)

Ejercicio resuelto:

Enunciado: Un elemento neutro E, posee 52 electrones y tiene un número másico de 128, con esta información responda las siguientes preguntas:

a) ¿Cuáles y cuántas son las partículas subatómicas que se encuentran en el núcleo de dicho átomo?

Respuesta: En el núcleo de un átomo se encuentran partículas cargadas positivamente llamadas protones (p+) y partículas neutras llamadas neutrones (n°), además es sabido que cuando el átomo es neutro las cargas negativas, llamadas electrones (ē) y que se encuentran en la zona extra-nuclear, son iguales en número a los protones del núcleo, por lo tanto:

Átomo neutro    🡪     p+   =   ē   =   52    🡪   número de protones es 52

Por otro lado el número másico, que se designa con la letra A, es la suma de las partículas que se encuentran en el núcleo:

A   =   p+   +   n°

Por lo tanto si A = 128 y p+ = 52, esto implica que:

n°  =  A  –  p+  =  128  –  52 =  76   🡪   número de neutrones es 76

b) ¿Cuál es la configuración electrónica del átomo neutro?

Respuesta: La configuración electrónica es el orden de llenado que tienen los electrones en los diferentes niveles energéticos de la zona extra-nuclear, para describirlo se utilizan los números cuánticos derivados de la ecuación de Schrödinger, la que describe la división de esta zona extranuclear en niveles y subniveles energéticos llamados capas y orbitales respectivamente. El orden de llenado de  los electrones que se sitúan en esta zona se rige por la regla diagonal, la que se puede anotar de las dos maneras que se muestran a continuación:

Cada orbital acepta como máximo 2 electrones, pero hay que tener en cuenta que en cada nivel de energía hay solo un orbital de forma s,  hay tres orbitales de forma p (px , py , pz); hay cinco orbitales de forma d y hay siete orbitales de forma f .

Por lo tanto la configuración electrónica del elemento neutro E es:

1s2                                 

2s2 2p6 

3s2 3p6 3d10                        

4s2 4p6 4d10

5s2  5p4                                                                                        

También se puede escribir de manera líneal:        

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p4

c) ¿Cuáles son los números cuánticos de cada uno de electrones de la capa de valencia del elemento E?

Respuesta: la capa de valencia de un átomo es aquella que está más alejada del núcleo, en este caso el nivel 5 (5s2 5p4), es la con mayor energía y menor estabilidad. El elemento E tiene 6 electrones en esa capa, llamados electrones de valencia: 2 en el orbital s y 4 en p. Los números cuanticos son n, l, m y s, entregan información sobre la ubicación y comportamiento de los electrones en torno al núcleo.