Fundamentos de Química Cuántica: Estructura Atómica, Principios y Propiedades Periódicas

Fundamentos de la Estructura Atómica

Modelos Atómicos y Principios Cuánticos

Niels Bohr

Cuando se descubrió el electrón, Bohr postuló que debían existir distintos niveles energéticos dentro del mismo átomo, representados como órbitas circulares.

1. Cuantización de la Energía: La energía del electrón dentro del átomo está cuantizada. Mientras el electrón se encuentra en las órbitas estacionarias, el electrón no emite ni absorbe energía.
2. Órbitas Circulares: Las órbitas son circulares alrededor del átomo. Cuanto mayor sea la órbita:
   • Más alejado está del núcleo.
   • Más energía posee.
3. Emisión de Radiación: La variación de energía se emite en forma de radiación (luz) y origina el espectro correspondiente.

Principio de Exclusión de Pauli

Dos electrones no pueden tener cuatro números cuánticos iguales. Solo puede haber dos electrones en cada orbital.

Regla de Hund

Los electrones tienden a llenar el número máximo de orbitales posibles, y sus espines son paralelos.

Principio de Aufbau

Los electrones tienden a colocarse en orden creciente de menor a mayor energía de un átomo (Teoría de la Máxima Estabilidad).

El Modelo Atómico Actual

El modelo atómico que se considera correcto actualmente es el llamado de "nube de carga", cuyo punto de partida inicial es la suposición de que los electrones se comportan simultáneamente como ondas y como partículas.

Propiedades Periódicas y Fenómenos Energéticos

Efecto Fotoeléctrico

La radiación electromagnética está formada por cuantos de energía, a los que se llamó fotones. Cuando un fotón incide sobre una superficie metálica, cede su energía a un electrón. El electrón utiliza una parte de esta energía para escapar del metal y el resto lo emplea en incrementar su energía cinética.

Conceptos Energéticos Fundamentales

• Energía de Ionización (E.I.): Energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo neutro.
• Afinidad Electrónica (A.E.): Cuando un átomo neutro adquiere un electrón, intercambia energía con el medio y se transforma en un anión.
• Electronegatividad (E.N.): Es la capacidad de un átomo de este para atraer electrones de la molécula de la que forma parte.

Espectros y Enlaces

Espectro de Emisión

Llamamos Espectro de Emisión de un elemento a la radiación emitida por este, en estado gaseoso, cuando se le comunica suficiente energía.

Nota: Los cuerpos emiten o absorben energía en forma de paquetes o cuantos de energía.

Enlace Covalente Coordinado

Ocurre cuando el par compartido es aportado totalmente por uno de los dos átomos enlazados.

Energía de Red (-U)

Es la energía intercambiada en la formación de un mol de cristal iónico a partir de los correspondientes iones positivos (+) y negativos (-) en estado gaseoso.