Estructura Atòmica i Enllaç Químic: Conceptes Essencials

Estructura Atòmica Bàsica

L'àtom, segons models com el de Rutherford i Bohr, es compon de dues zones principals:

• El nucli: Conté la càrrega positiva (protons) i la major part de la massa (protons i neutrons).
• L'embolcall: Zona on giren els electrons amb càrrega negativa.

Conceptes Clau en Estructura Atòmica

Defecte de Massa

La massa del nucli és menor que la suma de les masses dels protons i neutrons que el componen.

Teoria Quàntica

La matèria emet o absorbeix energia radiant de manera discontínua en forma de fotons.

Model Atòmic de Bohr

Model que explica els espectres d'emissió dels àtoms.

Postulats de Bohr

1. L'electró es mou al voltant del nucli en nivells quàntics principals (òrbites estacionàries). En un estat estacionari, l'àtom no emet ni absorbeix energia.
2. L'energia de l'àtom està quantitzada. Els nivells d'energia es designen amb nombres quàntics principals (n). Estat Fonamental: n=1. Estats Excitats: n > 1.
3. Quan un electró passa d'un nivell d'energia superior a un d'inferior, l'àtom emet energia en forma de fotó. L'energia del fotó és igual a la diferència d'energia entre els dos nivells. Aquest procés s'anomena transició electrònica.

Configuració Electrònica

Descriu com estan distribuïts els electrons en els diferents orbitals atòmics.

Propietats Periòdiques

Propietats dels elements que varien de manera regular a la taula periòdica.

1. Radi Atòmic

   Tendència: Augmenta en baixar en un grup i disminueix en anar cap a la dreta en un període.

2. Energia d'Ionització

   Energia necessària per arrencar un electró a un àtom neutre en fase gasosa i estat fonamental.

3. Afinitat Electrònica

   Energia alliberada o absorbida quan un àtom neutre en fase gasosa guanya un electró.

4. Electronegativitat

   Tendència d'un àtom a atreure electrons compartits en un enllaç químic.

Enllaç Químic

Unió entre àtoms per formar agregats atòmics (molècules, xarxes cristal·lines, etc.).

Enllaç Covalent

Es forma per la compartició de parells d'electrons entre dos àtoms.

Ressonància (Antiga Messomeria)

Característica que presenten certes molècules o ions de poder ser representats per més d'una estructura de Lewis vàlida.

Polaritat dels Enllaços Covalents

• Enllaç homopolar o no polar: Covalent entre àtoms iguals (o amb electronegativitat molt similar).
• Enllaç polar: Covalent entre àtoms diferents (amb diferència d'electronegativitat significativa).

Propietats de les Substàncies Covalents

• La unió entre els àtoms que formen una molècula és molt forta, però les forces entre molècules són generalment febles.
• Punts de fusió i ebullició baixos. Les substàncies de baix pes molecular solen ser gasos o líquids a temperatura ambient.
• Les molècules polars tenen punts de fusió i ebullició més elevats degut a forces d'atracció intermoleculars més fortes.
• Males conductores del corrent elèctric (en qualsevol estat).
• Les molècules polars es dissolen en dissolvents polars.
• Les molècules apolars es dissolen en dissolvents apolars (ex: CCl₄).

Propietats dels Compostos Iònics

• Formats per forces electrostàtiques intenses entre ions positius i negatius.
• Punts de fusió i ebullició elevats. Sòlids cristal·lins a temperatura ambient.
• Fràgils.
• Fosos i en dissolució aquosa, són bons conductors del corrent elèctric (els ions tenen mobilitat).
• Insolubles en dissolvents no polars.
• Solubles en dissolvents polars (com l'aigua).
• En solució, els ions estan solvatats.

Enllaç Metàl·lic

Força d'atracció entre els ions positius (cations metàl·lics) i els electrons deslocalitzats que formen un"núvol electròni" al seu voltant.

Propietats dels Compostos Metàl·lics

• Bons conductors del corrent elèctric en estat sòlid i fos.
• Punts de fusió i ebullició elevats, però generalment inferiors als compostos iònics.
• Bons conductors de la calor.
• Presenten brillantor metàl·lica.
• Són dúctils (es poden estirar en fils) i mal·leables (es poden estendre en làmines).