Química Básica

MOLÉCULA

Es un conjunto de átomos unidos unos con otros por enlaces fuertes. Es la expresión mínima de un compuesto o sustancia química, es decir, es una sustancia química constituida por la unión de varios átomos que mantienen las propiedades químicas específicas de la sustancia que forman.

Una macro molécula puede estar constituida por miles o hasta millones de átomos, típicamente enlazados en largas cadenas.

Cada molécula tiene un tamaño definido y  puede contener los átomos del mismo elemento o los átomos de diversos elementos.

Una sustancia que está compuesta por moléculas que tienen dos o más elementos químicos, se llama compuesto químico.

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

La configuración electrónica de un átomo es una designación de la distribución de los electrones entre los diferentes orbitales, en las capas principales y las subcapas. La notación de la configuración electrónica utiliza los símbolos de subcapa (s, p, d y f) y cada uno con un superíndice que indica el número de electrones en ese subnivel.

Por ejemplo para el Li el cual tiene 3 electrones sería, 1s² 2s¹; el número que se encuentra al lado de la subcapa es n, la letra representa el subnivel y el superíndice el número de electrones en ese subnivel.

TIPOS DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

Existen cuatro tipos de configuración electrónica , ellos son : 

·                     Configuración estándar: Se representa la configuración electrónica considerando la configuración estándar. Recuerda que los orbitales se van llenando en el orden en que aparecen. 

·                     Configuración condensada: Los niveles que aparecen llenos en la configuración estándar , se pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII A ) . Los gases nobles son (He , Ne, Ar , Kr , Xe y Rn ). 

·                     Configuración desarrollada: Consiste en representar todos los electrones de un átomo , empleando flechas para simbolizar el spin de cada unos. 

·                     Configuración semidesarrollada: Esta representación es una combinación entre la configuración condensada y la configuración desarrollada . Aquí solo se representan los electrones del último nivel de energía. 

La representación de las 4 configuraciones para el 24 Cr , son : 

NÚMEROS CUÁNTICOS

En la descripción de un átomo en el contexto de la mecánica cuántica, se sustituye el concepto de órbita por el de orbital atómico. Un orbital atómico es la región del espacio alrededor del núcleo en el que la probabilidad de encontrar un electrón es máxima. Cada orbital tiene asociado un valor de Ψ² y un cierto valor de energía.

ü La solución matemática de la ecuación de Schrödinger precisa de tres números cuánticos. Cada trío de valores de estos números describe un orbital.

• Nº cuántico principal (n): puede tomar valores enteros (1, 2, 3...) y coincide con el mismo nº cuántico introducido por Bohr. Está relacionado con la distancia promedio del electrón al núcleo en un determinado orbital y, por tanto, con el tamaño de este e indica el nivel de energía.
• Nº cuántico secundario (ℓ): puede tener todos los valores desde 0 hasta n – 1. Está relacionado con la forma del orbital e indica el subnivel de energía.
• Nº cuántico magnético (m_ℓ): puede tener todos los valores desde - ℓ hasta + ℓ pasando por cero. Describe la orientación espacial del orbital e indica el número de orbitales presentes en un subnivel determinado.

ü Para explicar determinadas características de los espectros de emisión se consideró que los electrones podían girar en torno a un eje propio, bien en el sentido de las agujas del reloj, bien en el sentido contrario. Para caracterizar esta doble posibilidad se introdujo el nº cuántico de espín (m_s) que toma los valores de + ½ o - ½.

ü (n, ℓ, m_ℓ)  Definen un orbital

    (n, ℓ, m_ℓ, m_s)  Definen a un electrón en un orbital determinado

(3,0,0) = orbital 3s

(3,1,.-1) = orbital 3px

(3,1,0) = orbital 3py

(3,1,1) = orbital 3pz

ü En el estado fundamental de un átomo, los electrones ocupan orbítales atómicos de tal modo que la energía global del átomo sea mínima.

ü Se denomina principio de construcción (Aufbau) al procedimiento para deducir la configuración electrónica de un átomo, y consiste en seguir un orden para el llenado de los diferentes orbítales, basado en los diferentes valores de la energía de cada uno de ellos. Para recordarlo se utiliza el diagrama de Möller o de las diagonales, así como la regla de la mínima energía (n+l)..

ü Además del principio de construcción hay que tener en cuenta: 

Øel principio de exclusión de Pauli: establece que no es posible que dos electrones de un átomo tengan los mismos cuatro números cuánticos iguales. Esto implica que en un mismo orbital atómico sólo pueden coexistir dos electrones con espines opuestos.

Øla regla de Hund: establece que si hay más de un orbital en un mismo subnivel, los electrones están lo más desapareados posibles, ocupando el mayor número de ellos.