9.9: Aplicaciones químicas de la teoría de la estructura atómica

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En esta sección examinamos cómo se pueden utilizar los resultados de los diversos métodos de aproximación considerados en este capítulo para comprender y predecir las propiedades físicas de los átomos de múltiples electrones. Nuestros resultados incluyen energías electrónicas totales, energías orbitales y funciones de onda de un solo electrón que describen la distribución espacial de la densidad electrónica. Las propiedades físicas que se pueden utilizar para describir los átomos de múltiples electrones incluyen energías totales, tamaños atómicos y distribuciones de densidad electrónica, energías de ionización y afinidades electrónicas. Las tendencias en estas propiedades a medida que aumenta Z forman la base de la tabla periódica y, como vemos en el Capítulo 10, controlan la reactividad química. Las propiedades espectroscópicas se consideran en un enlace que incluye un desarrollo de símbolos de término para sistemas multi-electrón.

9.9.9A: Energías Electrónicas Totales
Usando los resultados de cálculos de variación, teoría de perturbación, cálculos de Hartree-Fock y/o interacción de configuración, podemos resolver las energías totales de los átomos con excelente precisión.
9.9.9B: Energías orbitales
Las energías orbitales no son propiedades físicas. Son construcciones que surgen de nuestro enfoque aproximado a una verdadera función de onda multielectrónica utilizando productos de funciones de onda de un solo electrón llamadas orbitales atómicos. Sin embargo, se puede aprender mucho considerando las energías orbitales.
9.9.9C: Tamaños Atómicos y Distribuciones de Densidad Electrónica
El conocimiento de los tamaños relativos de los átomos es importante porque su química a menudo se correlaciona con el tamaño. Por ejemplo, sustituir un elemento por otro en un cristal para modificar las propiedades del cristal a menudo funciona si los dos elementos tienen esencialmente el mismo tamaño atómico. Comprender las distribuciones de densidad electrónica también es importante para comprender las propiedades químicas.
9.9.9D: Potenciales de ionización
La energía que se necesita para eliminar un electrón de un átomo al infinito se llama el potencial de ionización o la energía de ionización.
9.9.9E: Afinidad de Electrones
La inversa de la ionización, es decir, traer un electrón desde el infinito para ocupar la vacante de menor energía en un orbital atómico, produce un cambio de energía llamado afinidad electrónica.