Resumen: Estructura atómica e ionización

📋 Esquema del Curso

1. Partículas subatómicas y modelos atómicos
2. Notación atómica e isótopos
3. Masa atómica e isótopos radiactivos
4. Configuración electrónica y orbitales
5. Configuración abreviada y tabla periódica
6. Iones, regla del octeto y Lewis

📖 1. Partículas subatómicas y modelos atómicos

★ Imprescindible

• El protón tiene una masa de 1 amu y carga +1, el neutrón tiene una masa de 1 amu y carga 0, y el electrón tiene una masa aproximada de 0 y carga −1.

• Los protones, situados en el núcleo, determinan la identidad del átomo; los neutrones contribuyen a estabilizar el núcleo frente a la repulsión entre protones, y los electrones, muy ligeros, se encuentran en orbitales alrededor del núcleo.

Complementos

• La masa de un nucleón, es decir, un protón o un neutrón, es aproximadamente 1,66 × 10⁻²⁷ kg, equivalente a 1 amu.

• La carga del protón es 1,6 × 10⁻¹⁹ C, denominada carga elemental.

• Bohr propuso que los electrones se encuentran en :

  • órbitas específicas alrededor del núcleo

  • Schrödinger mejoró ese modelo describiendo niveles de energía

  • orbitales

📖 2. Notación atómica e isótopos

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Número atómico: el número de protones de un átomo.
• Número másico: la suma del número de protones y neutrones del átomo.
• Isótopos: átomos del mismo elemento con el mismo número de protones y distinto número de neutrones, por lo que tienen distinto número másico.
• Notación isotópica: representa un átomo mediante el símbolo X, el número másico A, el número atómico Z y, si corresponde, la carga Q.

📝 Puntos esenciales

• El carbono-12, el carbono-13 y el carbono-14 tienen 6 protones y, respectivamente, 6, 7 y 8 neutrones.

💡 Truco mnemotécnico

Z identifica al átomo; A cuenta protones y neutrones.

📖 3. Masa atómica e isótopos radiactivos

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Masa atómica: el promedio ponderado de las masas de los isótopos existentes de un átomo.

★ Imprescindible

📐 Fórmula - La masa atómica se calcula como $m = \frac{\sum_i A_i p_i}{100}$ cuando las abundancias isotópicas $p_i$ están expresadas en porcentaje y los números másicos son $A_i$.

Complementos

• Con abundancias de 75,78 % para Cl-35 y 24,22 % para Cl-37, la masa atómica del cloro es 35,5 amu.

• Con abundancias de 78,99 % para Mg-24, 10 % para Mg-25 y 11,01 % para Mg-26, la masa atómica del magnesio es 24,32 amu.

• Las abundancias de los isótopos de hierro son:

  • hierro-54: 5,8 %
  • hierro-56: 91 %
  • hierro-57: 2,2 %
  • hierro-58: 1 %

• Un núcleo inestable, como el del uranio-238, emite radiación y partículas; una partícula alfa está formada por 2 protones y 2 neutrones.

📖 4. Configuración electrónica y orbitales

★ Imprescindible

• Los electrones ocupan niveles de energía del 1 al 7, y cada nivel contiene subniveles que corresponden a regiones llamadas orbitales.

• Los orbitales se representan con las letras s, p, d y f, y pueden alojar, respectivamente, 2, 6, 10 y 14 electrones.

• La configuración electrónica se obtiene llenando los subniveles en el orden indicado por el diagrama de Möller.

Complementos

• La configuración electrónica del potasio, Z = 19, es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹.

• La configuración electrónica del nitrógeno, Z = 7, es 1s² 2s² 2p³.

📖 5. Configuración abreviada y tabla periódica

★ Imprescindible

• 🔄 La configuración abreviada se construye así: se identifica el gas noble anterior al elemento, se escribe el símbolo de ese gas noble entre corchetes, se añade la configuración restante hasta llegar al elemento

Complementos

• La configuración abreviada del calcio es [Ar] 4s².

• La configuración abreviada del hierro es [Ar] 4s² 3d⁶.

• La posición de un elemento en el grupo de la tabla periódica permite estimar cuántos electrones tiene en su capa externa.

📖 6. Iones, regla del octeto y Lewis

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Ion: un átomo cuya carga deja de estar equilibrada porque gana o pierde electrones.
• Regla del octeto: describe la tendencia de los átomos a alcanzar una capa externa completa, como la configuración estable de los gases nobles, que salvo el helio tienen 8 electrones en su capa externa.

★ Imprescindible

📌 Un catión tiene carga positiva porque ha perdido electrones, mientras que un anión tiene carga negativa porque ha ganado electrones.

• En los diagramas de puntos de Lewis, los electrones de la capa externa se representan como puntos alrededor del símbolo químico del elemento.

Complementos

• Cl⁻, P³⁻ y S²⁻ son ejemplos de aniones; Ca²⁺, Li⁺ y Al³⁺ son ejemplos de cationes.

📌 Según la regla indicada para los diagramas de Lewis, los átomos con menos de 4 electrones en la capa externa tienden a perderlos y los que tienen más de 4 tienden a ganarlos.

💡 Truco mnemotécnico

El catión pierde electrones; el anión los gana.