Conceptos Fundamentales de Estructura Atómica y Modelos de la Materia

Propiedades Periódicas y Energía de Enlace

Energía de red: Es la energía desprendida en la formación de un mol de un compuesto iónico a partir de sus iones en estado gaseoso.

Energía de Ionización (EI) y Afinidad Electrónica (AE):

• EI (Energía de Ionización): Es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancar un electrón (1e⁻) de su última capa y transformarlo en un ion monopositivo y gaseoso.
• AE (Afinidad Electrónica): Es la energía desprendida que se produce cuando un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental capta un electrón (1e⁻) para transformarse en un ion mononegativo y gaseoso.

Carga nuclear efectiva (Z*): Debido al apantallamiento, el electrón del último nivel recibe con menor intensidad la fuerza atractiva total de la carga de los protones que hay en el núcleo. Se define mediante la fórmula Z* = Z - σ (donde σ es la constante de apantallamiento). La carga efectiva en un periodo aumenta de izquierda a derecha porque aumenta el número atómico y el apantallamiento no crece en la misma proporción. Por otro lado, la carga efectiva de un grupo no varía significativamente porque ambos factores aumentan a la vez.

Fundamentos de la Mecánica Cuántica

• Louis de Broglie: Sugirió que los elementos se podían comportar como ondas y dedujo que la longitud de onda (λ) asociada a ese movimiento se calculaba con la ecuación: λ = h / (m · v).
• Orbital: Se define como la región del espacio alrededor del núcleo en la que es máxima la probabilidad de encontrar un electrón con una energía determinada.
• Hibridación: Consiste en realizar una combinación de los orbitales del átomo central para formar unos orbitales híbridos que cumplan con los datos experimentales del enlace.

Evolución de los Modelos Atómicos

Modelo de Rutherford

El modelo de Rutherford considera al electrón girando alrededor del núcleo. En estas condiciones, el electrón ha de tener aceleración (centrípeta) y, de acuerdo con la teoría electromagnética, toda carga acelerada emite radiación. Por tanto, el electrón debería estar emitiendo energía ininterrumpidamente, tal como indica el dibujo más a la izquierda. Esto le haría perder velocidad: el electrón no podría mantener la órbita y, tal como simula la animación adjunta, caería finalmente sobre el núcleo. Es decir, el modelo atómico de Rutherford es un modelo "autodestructivo" que contradice la indudable estabilidad de los átomos.

Modelo de Bohr

• El electrón solo podrá girar en ciertas órbitas circulares de energía y radios determinados; al moverse en ellas, el electrón no radiará energía. En estas órbitas, la energía del electrón será constante.
• En estas órbitas se cumplirá que el momento angular del electrón será un múltiplo entero de h / 2π. Estas serán las únicas órbitas posibles.
• El electrón solo emitirá energía cuando, estando en una de estas órbitas, pase a otra de menor energía.