Estructura Atómica y Enlaces Químicos.pptx

Se trata de los conceptos básicos

1. " Estructura Atómica y Enlaces Químicos "

2. Estructura Atómica Los átomos constan principalmente de tres partículas subatómicas clásicas : protones , neutrones y electrones . Los electrones se han representado formando parte de una nube electrónica de densidad variable alrededor de un núcleo atómico más denso que contiene la mayor parte de la masa del átomo . Enlace de cobre y oxígeno en la cuprita

3. Electrones de Valencia Los electrones externos ( electrones de alta energía ) son los electrones de valencia y su comportamiento determina la reactividad química de cada átomo . Los átomos que tienen pocos electrones de valencia tienden a perderlos para adquirir la configuración del gas noble más cercano, y forman iones positivos o cationes. Por ejemplo, el sodio ( Na ) tiene un electrón de valencia y lo pierde para formar el ion sodio ( Na +). Los átomos que tienen muchos electrones de valencia tienden a ganarlos para adquirir la configuración del gas noble más cercano, y forman iones negativos o aniones. Por ejemplo, el cloro (Cl) tiene siete electrones de valencia y gana uno para formar el ion cloruro (Cl-).

4. Leyes de la Mecánica Cuántica Los electrones obedecen las leyes de la mecánica cuántica. Las energías de los electrones están cuantizadas, lo que significa que un electrón puede tener sólo ciertos valores de energía permitidos. Los electrones no se mueven en órbitas circulares alrededor del núcleo, sino que se encuentran en regiones del espacio llamadas orbitales, donde tienen una mayor probabilidad de estar. Los orbitales se representan con formas geométricas, como esferas, cilindros o lóbulos, que muestran la distribución espacial de los electrones. Los orbitales se agrupan en niveles o capas de energía, que se identifican con números (n = 1, 2, 3, …) o letras (K, L, M, …). Cada nivel o capa de energía tiene un número máximo de electrones que puede albergar, y se divide en subniveles o subcapas, que se identifican con letras (s, p, d, f). Cada subnivel o subcapa tiene un número determinado de orbitales, que se identifican con números (m = 0, ±1, ±2, ±3, …). Cada orbital puede contener como máximo dos electrones, que deben tener espines opuestos, es decir, giros magnéticos contrarios, que se representan con flechas hacia arriba o hacia abajo.

5. Mecánica Cuántica - Cambios Energéticos Durante un cambio energético, un electrón emite o absorbe un fotón de energía de acuerdo con la ecuación E= hv , donde E es la energía del fotón y v es la frecuencia de la radiación.

6. Principio de Exclusión de Pauli De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, dos electrones no pueden tener nunca los cuatro números cuánticos iguales. Esto significa que no puede haber dos electrones en un átomo con los mismos valores para todos los números cuánticos.

7. Principio de Incertidumbre de Heisenberg Los electrones también obedecen el principio de incertidumbre o indeterminación de Heisenberg, que establece que es imposible determinar simultáneamente el momento y la posición de un electrón. Este principio nos dice que hay una limitación fundamental en nuestra capacidad para conocer con precisión ciertas propiedades de una partícula, como la posición y el momento, al mismo tiempo.

8. Distribución de Densidades Electrónicas La localización de los electrones en los átomos debe considerarse en términos de la distribución de las densidades electrónicas. Esto significa que los electrones no están ubicados en órbitas fijas alrededor del núcleo, sino que existen regiones de alta probabilidad de encontrar un electrón, conocidas como orbitales electrónicos.

9. Tipos de Enlaces Atómicos

10. Enlaces Primarios - Enlaces Iónicos Los enlaces iónicos se forman mediante la transferencia de uno o más electrones de un átomo electropositivo a otro electronegativo. Los iones resultantes se mantienen unidos formando un sólido cristalino mediante fuerzas electrostáticas no direccionales.

11. Enlaces Primarios - Enlaces Covalentes Los enlaces covalentes se forman cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones en orbitales ocupados parcialmente. Cuanto más se traslapan los orbitales de enlace, más fuerte es la unión. Los enlaces covalentes son direccionales.

12. Enlaces Primarios - Enlaces Metálicos Los enlaces metálicos están formados por átomos metálicos, que comparten en común sus electrones de valencia en forma de nubes de carga electrónica deslocalizada. Cuanto menor sea el número de electrones de valencia, más deslocalizados están y más metálico es el enlace. El enlace metálico solo se presenta entre un agregado de átomos y es no direccional. Fe Austenita (acero al carbono)

13. Enlaces Secundarios Los enlaces secundarios débiles son los que se forman entre moléculas por la atracción de sus dipolos eléctricos . Hay dos tipos de enlaces secundarios : dipolo-dipolo y puente de hidrógeno . Los enlaces dipolo-dipolo se forman entre moléculas polares , que son aquellas que tienen una distribución asimétrica de las cargas eléctricas . Los dipolos son regiones parciales de carga positiva y negativa en una molécula , que se alinean con los dipolos opuestos de otras moléculas . Por ejemplo , el cloruro de hidrógeno (HCl) es una molécula polar con enlace dipolo-dipolo . Los puentes de hidrógeno se forman entre moléculas que tienen átomos de hidrógeno unidos a átomos muy electronegativos , como el oxígeno , el nitrógeno o el flúor . Estos átomos atraen fuertemente los electrones del hidrógeno y dejan una carga positiva en él , que se une a la carga negativa de otro átomo electronegativo de otra molécula . Por ejemplo , el agua (H2O) es una molécula que forma puentes de hidrógeno . Puentes de hidrógeno en el agua

14. Conclusión En resumen, los átomos constan de protones, neutrones y electrones, y los enlaces entre ellos se forman mediante la transferencia o compartición de electrones. Estos enlaces determinan las propiedades químicas y físicas de las sustancias y son fundamentales para comprender la química y la materia en general.

15. A continuación : Estructura cristalina de los materiales