- siempre que un átomo absorbe o emite energía, lo hace mediante cuantos complejos de valor h·v.
Modelo mecano-cuántico: El electrón, como cualquier partícula en movimiento presenta propiedades ondulatorias y corpusculares. Es imposible determinar con exactitud la posición de un electrón alrededor del átomo. El orbital es la regíón en la que existe mayor probabilidad de encontrar al electrón. Cada solución de la ecuación de onda de Schrödinger informa del estado energético del electrón y de la función de onda asociada a ese estado energético.
Los estados energéticos permitidos para el átomo y la molécula se distinguen entre sí mediante los cuatros números cuánticos: n, l, m, s.
N: principal. Designa el nivel. Está relacionado con el tamaño y la energía del orbital. Sus valores son n: 1,2,3,4…
L: orbital o del momento angular. Designa un subnivel y está relacionado con la forma y la energía del orbital y con el módulo del momento angular. Sus valores son s: (l=0), p(l=1),d(l=2),f(l=3).
M: magnético, relacionado con la orientación del orbital. Sus valores están comprendidos entre –l y +l.
S: espín, relacionado con el sentido del giro del electrón. Sus valores son -1/2, +1/2.
Cada orbital atómico está representado por los números cuánticos n, l, m. Cada electrón requiere además, el s.
La distribución de los electrones de un átomo en orbitales recibe el nombre de configuración electrónica.
La de menor energía es la configuración electrónica fundamental.
Regla de la construcción: principio de mínima energía o Aufbau: la configuración electrónica fundamental se obtiene colocando los electrones uno a uno en los orbitales disponibles del átomo en orden creciente de energía.
Principio de exclusión de Pauli: dos electrones de un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales.
Regla de la máxima multiplicidad de Hund: cuando varios electrones ocupan orbitales degenerados de la misma energía, lo harán en orbitales diferentes y con espines paralelos (electrones desapareados), mientras sea posible.
Los orbitales llenos o semiocupados confieren al conjunto del átomo una estabilidad adicional.
Las propiedades periódicas principales son: el radio atómico, el radio iónico, la energía de ionización, la afinidad electrónica y el carácter metálico.
El valor que se le asigna en la práctica al radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos iguales enlazados entre sí. Cuando los átomos enlazados no son iguales, el radio atómico varía dependiendo del tipo de enlace, por lo que el valor de esta magnitud física debe considerarse relativo.
En un periodo, al aumentar el número atómico, disminuye el radio atómico, mientras que, al aumentarlo en un grupo, se incrementa el radio atómico.
En general, los cationes son de menor tamaño que los átomos de los que proceden, mientras que los aniones son de mayor tamaño que los átomos correspondientes.
La energía de ionización, I, se define como la mínima energía necesaria para que un átomo neutro de un elemento X, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, ceda un electrón de su nivel externo y dé lugar a un ion monopositivo X+, también en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental.
Al aumentar el número atómico en un período, se hace mayor la energía de ionización y, en un grupo, disminuye.
Las energías de ionización para que el átomo ceda el 2 o 3… electrón serán mayores cada vez, ya que el menor número de electrones supone un menor apantallamiento sobre el electrón que ocupa la posición más externa y, por tanto, mayor atracción nuclear sobre él.
La afinidad electrónica, A, se define como la energía intercambiada en el proceso por el que un átomo neutro, X, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, recibe un electrón y se transforma en un ion mononegativo X-, también en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental.
Este proceso puede ser endotérmico o exotérmico. El valor de la afinidad electrónica informa de la tendencia a formar el anión.
La electronegatividad de un elemento se define como la tendencia relativa de sus átomos para atraer los electrones de otros átomos con los que están enlazados.
El tipo de enlace que formarán dos átomos será iónico si la diferencia de electronegatividades es muy grande, mientras que será covalente si el valor es pequeño.
En general, en los periodos, la electronegatividad se incrementa al aumentar el número atómico, y en los grupos, aumenta al disminuir el número atómico.
Los semimetales son elementos cuyas propiedades no corresponden exactamente con las de los metales ni con las de los no metales.
Los gases nobles están definidos por su inercia a formar compuestos con otros elementos.
El enlace químico es la fuerza responsable de la uníón estable entre los iones, átomos o moléculas que forman las sustancias.
En general, los átomos de los elementos al enlazarse cumplen la regla del octeto electrónico: en la formación de un enlace, los átomos tienden a ceder, ganar o compartir electrones hasta que el número de éstos sea igual a 8 en su nivel de Valencia.
El enlace iónico es la uníón resultante de la presencia de fuerzas electroestáticas entre iones positivos y negativos para dar lugar a la formación de un compuesto constituido por una red cristalina iónica.
La energía de red o energía reticular, U, de un compuesto iónico es la energía del proceso de formación de un mol de cristal iónico sólido a partir de sus correspondientes iones en estafo gaseoso, cuando entre ellos no existe interacción alguna.
Un compuesto es tanto más estable cuanto más negativo es el valor de su energía de red.
La determinación experimental de la energía de red de los compuestos iónicos se puede calcular indirectamente con el ciclo de Born-Haber. Éste se basa en la hipótesis de que un mismo compuesto iónico puede obtenerse por dos caminos diferentes.
El enlace covalente consiste en la uníón de dos átomos que compartan uno o más pares de electrones.
En la formación del enlace covalente, la electronegatividad de los átomos que intervienen va a determinar la polaridad del enlace y la posible polaridad de la molécula resultante.
En el enlace apolar los electrones son compartidos por igual por los dos átomos de modo que la densidad electrónica es simétrica respecto de los dos núcleos.
El enlace polar es aquél en que uno de los dos átomos, por ser más electronegativo que el otro, desplaza hacia él la carga electrónica compartida.
La hibridación de los orbitales consiste en la combinación de un número determinado de orbitales atómicos para formar el mismo número de orbitales híbridos equivalente entre sí en forma y energía.
La hibridación de un orbital s y tres orbitales p origina cuatro orbitales híbridos tetraédricos sp3. Un orbital s con dos orbitales p forman tres orbitales híbridos sp2 en un mismo plano con ángulos de 120º. Los orbitales híbridos sp se originan por combinación de un orbital s con uno p, son lineales y forman un ángulo de 180ª.
El enlace metálico es la fuerza de uníón existente entre los átomos de los metales. Esta fuerza es el origen de la estabilidad y de las propiedades de las redes cristalinas metálicas.
En el modelo de nube electrónica los electrones de Valencia disponen de libertad de desplazamiento a través de los huevos existentes entre los iones, constituyen la nube de electrones.
Las fuerzas intermoleculares pueden ser de dos clases: fuerzas de Van der Waals y enlace de hidrógeno.