Ramírez  Naranjo  José  Pablo     Estructura  de  la  materia  

Utilizando   las   reglas   de   Slater,   calcule   la   carga   nuclear   efectiva   para   los  siguientes  electrones:  

Las  Reglas  de  Slater  nos  dicen:  

los  electrones  son  ordenados  en  una  secuencia  de  grupos  que  mantiene  juntos  los  orbitales   s-­‐   y   p-­‐   con   el   mismo   número   cuántico   principal,   y   sigue   con   el   orden  orbital  de  la  tabla  periódica  (ignorando  las  irregularidades):  

[1s]  [2s,2p]  [3s,3p]  [3d]  [4s,4p]  [4d]  [4f]  [5s,  5p]  [5d]  etc.  

Cada   grupo   tiene   una   constante   de   apantallamiento   diferente,   que   depende   del  número  y  del  tipo  de  electrones  de  los  grupos  que  le  preceden.  

La   constante   de   apantallamiento   para   cada   grupo   es   la   suma   de   las   siguientes  contribuciones:  

Una   cantidad   de   0.35   por   cada   otro   electrón   del   mismo   grupo,   excepto   para   el  grupo  [1s],  donde  el  otro  electrón  contribuye  sólo  con  0.30.  

Si   el   grupo  es  del   tipo   [s  p],  una  cantidad  de  0.85  por   cada  electrón  con  número  cuántico  principal  una  unidad  menor,  y  una  cantidad  1.00  por  cada  electrón  con  un  número  cuántico  principal  aún  menor.  

Si  el  grupo  es  del  tipo  [d]  o  [f],  suma  una  cantidad  1.00  por  cada  electrón  con  un  número  cuántico  principal  igual  o  menor.  

a)El  electrón  de  valencia  del  Calcio.  

[1s]2  [2s,2p]8  [3s,3p]8  [4s]2  

Del  4s2  un  electrón  contribuye  con  0.35  por  tanto  0.35(1)  Para  n-­‐1,  ósea  3  [3s,3p]8  los  8  electrones  contribuyen  con  0.85  por  tanto  8(0.85)  Los  electrones  de  los  grupos  [1s]2[2s,2p]8  los  10  electrones  contribuyen  con  1,  por  tanto  10(1)        La  constante  de  apantallamiento  (s)  es  igual  a  (0.35)(1)+(0.85)(8)+10(1)=17.15    Pero  como  Zeff  =  Z-­s,  entonces  Zeff  =  20-­17.15  =  2.85  

b)El  electrón  de  valencia  en  el  Mn.  

[1s]2  [2s,2p]8  [3s,3p]8  [3d]5  [4s]2  

Del  4s2  un  electrón  contribuye  con  0.35  cada  uno  por  tanto  0.35(1)  De  [3s,3p]8  [3d]5  13  electrones  contribuyen  con  0.85  cada  uno  por  tanto  (0.85)(13)  De  [1s]2  [2s,2p]8  10  electrones  contribuyen  con  1  cada  uno,  por  tanto  (1)(10)  

La  constante  de  apantallamiento  (s)  es  igual  a  (0.35)(1)+(0.85)(13)+10(1)=21.4  

Pero  como  Zeff  =  Z-­s,  entonces  Zeff  =  25-­21.4  =  3.6    

Ramírez  Naranjo  José  Pablo     Estructura  de  la  materia  

c)Un  electrón  3d  del  Mn.  

[1s]2  [2s,2p]8  [3s,3p]8  [3d]5  [4s]2  

De  [4s]2  No  contribuye  De  [3d]5  4  electrones  contribuyen  con  0.35  cada  uno  por  tanto  4(0.35)  De   las   capas   anteriores   [1s]2   [2s,2p]8   [3s,3p]8     18   electrones   contribuyen   con   1  cada  uno  por  tanto  18(1)  

La  constante  de  apantallamiento  (s)  es  igual  a  (0.35)(4)+(1)(18)=19.4    Pero  como  Zeff=Z-­s,  entonces  Zeff=25-­19.4=5.6  

d)El  electrón  de  valencia  del  Br.  

[1s]2  [2s,2p]8  [3s,3p]8  [3d]10  [4s,4p]7    

Del  [4s,4p]7  6  electrones  contribuyen  con  0.35  cada  uno  por  tanto  6(0.35)  De  [3s,3p]8  [3d]5  13  electrones  contribuyen  con  0.85  cada  uno  por  tanto  13(0.85)    De  [1s]2  [2s,2p]8  10  electrones  contribuyen  con  1  cada  uno  por  tanto  1(10)    La  constante  de  apantallamiento  (s)  es  igual  a  (0.35)(6)+(0.85)(13)+10(1)=23.15      Pero  como  Zeff=Z-­s,  entonces  Zeff=35-­23.15=11.85  

 En   cada  uno  de   los   siguientes  pares  de  elementos   identifique  al  que   tenga  mayor  energía  de  ionización.  Explique  su  respuesta:  

Es  la  energía  necesaria  para  arrancar  un  electrón  de  un  átomo  perteneciente  a  una  sustancia  que  se  encuentra  en  estado  gaseoso.  

Li  o  Cs  La  energía  de  ionización  se  reduce  con  tendencia  periódica  en  las  familias  de  la  tabla  periódica,  por  tanto  el  Li  tendrá  mayor  energía  de  ionización,  además  al  tener  un  menor  radio  atómico  en  comparación  con  el  Cs,  es  mas  difícil  arrancarle  electrones  al  Li.  

Li  o  F  El  Li  y  el  F  pertenecen  al  mismo  periodo  en  la  tabla  periódica,  en  periodos  el  radio  decrece  de  derecha  a  izquierda  por  tanto  el  F  tiene  menor  radio  que  el  Li  y  en  consecuencia  el  F  tiene  mayor  energía  de  ionización.    

Cs   o   F   Si   el   Cs   tiene  menor   energía   de   ionización   que   el   Li   y   el   Li   tiene  menor  energía  de  ionización  que  el  F  entonces  el  F  tiene  mayor  energía  de  ionización  que  el  Cs.  

F  o   I  El   radio   atómico   aumenta   de   forma  descendente   en   familias   por   tanto   el   I  tiene  mayor  radio  atómico  que  el  F,  por  tanto  es  mas  difícil  arrancarle  electrones  al  F  lo  que  hace  que  tenga  mayor  energía  de  ionización  con  respecto  al  Li.