6: La estructura electrónica y las propiedades periódicas
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En algún momento, el estudio de la química se debe extender al nivel molecular, ya que las propiedades físicas y químicas de una sustancia se explican en última instancia en términos de la estructura y la unión de las moléculas. Este módulo introduce algunos hechos y principios básicos que son necesarios para una discusión de las moléculas orgánicas.
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- 6.1: La energía electromagnética
- Luz y formas de radiación electromagnética se mueven a través del vacío con velocidad constante, c. La radiación muestra un comportamiento de onda, que se caracterizan por frecuencia, ν, y una longitud de onda, λ, tal que c = λν. La luz, un ejemplo de una onda viajera. Otros fenómenos de ondas importantes son ondas estacionarias, oscilaciones periódicas, y vibraciones. Las ondas estacionarias exhiben cuantización, porque sus longitudes de onda están limitadas a múltiplos enteros de longitudes.
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- 6.2: El Modelo de Bohr
- Bohr incorporó ideas de cuantización de Planck y Einstein en un modelo del átomo de hidrógeno que resolvió la paradoja de la estabilidad y los espectros discretos. El modelo de Bohr de hidrógeno explica la conexión entre la cuantificación de los fotones y la emisión cuantificada de átomos. Bohr describió el hidrógeno en términos de un electrón que se mueve en una órbita circular alrededor de un núcleo. Él postuló que el electrón estaba restringido a órbitas caracterizadas por energía discretas.
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- 6.3: El desarrollo de la teoría cuántica
- Los objetos macroscópicos actúan como partículas pero los objetos microscópicos (electrones) tienen propiedades de partícula y de onda. Sus trayectorias exactas no se pueden determinar. El modelo mecánico cuántico de átomos describe la posición 3D del electrón de manera probabilística de acuerdo con una función matemática llamada función de onda, o la magnitud cuadrada de función de onda que describe la distribución de la probabilidad de encontrar el electrón en una región en particular.
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- 6.4: La estructura electrónica de átomos (configuraciones electrónicas)
- La energía relativa de subcapas determina come se llenan los orbitales atómicos. Las configuraciones de electrones y diagramas orbitales se determinan aplicando el principio de exclusión de Pauli (no hay dos electrones que tienen el mismo conjunto de cuatro números cuánticos) y la regla de Hund (los electrones conservan espines impares en orbitales degenerados). Electrones en los orbitales más externos, los electrones de valencia, son responsables por el comportamiento químico de los elementos.
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- 6.5: Variaciones periódicas en las propiedades del elemento
- Las configuraciones electrónicas nos ayudan a entender las tendencias periódicas. El radio covalente aumenta cuando avanzamos hacia abajo en un grupo porque aumenta el nivel n (tamaño orbital). El radio covalente disminuye cuando nos movemos de izquierda a la derecha de un período porque la carga nuclear efectiva experimentada por los electrones aumenta, y los electrones están cerca al núcleo. Los radios aniónicos son más grandes que el átomo principal y los radios catiónicos son más pequeños.
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- 6.6: Estructura electrónica y propiedades periódicas (ejercicios)
- Estos son ejercicios de tarea para acompañar el mapa de texto creado para "Química" por OpenStax. Los bancos de preguntas de Química General Complementaria se pueden encontrar para otros mapas de texto y se puede acceder aquí. Además de estas preguntas disponibles públicamente, el acceso al banco privado de problemas para uso en exámenes y tareas está disponible para los profesores solo de forma individual; comuníquese con Delmar Larsen para obtener una cuenta con permiso de acceso.
Contributors and Attributions
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Paul Flowers (Universidad de Carolina del Norte - Pembroke), Klaus Theopold (Universidad de Delaware) y Richard Langley (Stephen F. Austin Universidad del Estado) con autores contribuyentes. Contenido del libro de texto producido por la Universidad de OpenStax tiene licencia de Atribución de Creative Commons Licencia 4.0 licencia. Descarge gratis en http://cnx.org/contents/85abf193-2bd...a7ac8df6@9.110) ."
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Ana Martinez ( amartinez02@saintmarys.edu ) contribuyó a la traducción de este texto.