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estructura atómica: números cuánticos y propiedades periódicas - Contenido educativo
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Bueno, pues me había quedado aquí, así que voy a avanzar con este tema.
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Si la energía, o sea, en esta, para tenerlos a mano, si la energía de ionización del potasio gaseoso,
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entonces la energía de ionización del potasio gaseoso es 418 kilojulios por mol,
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calcule la energía mínima que ha de tener un fotón para poder ionizar un átomo de...
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Entonces, queremos la energía mínima de un fotón para un átomo.
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Y entonces, lo primero es que esta energía es por mol, no es por átomo.
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¿Vale? Entonces, esta es la energía que necesitamos para ionizar un mol de átomos de potasio gaseoso.
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Entonces, para hallar la energía correspondiente a un átomo, pues tendremos que, o sea, la energía de ionización de un átomo, pues sería simplemente dividir por el número de abogadro.
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porque si divido por el número de partículas me va a salir la energía para cada átomo
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entonces la energía mínima que necesito para ionizar un átomo
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serían 418 kJ partido por el número de abogadro
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6,022 por 10 elevado a 23 átomos
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que tiene un mol
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entonces esto saldría 6,94 por 10 elevado a menos 19 julios, ya ha pasado a julios, ¿vale?
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Si pasamos por 10 a la menos 3 para pasarlo a julios, por 10 a la 3, perdón, 10 a la 3.
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Luego dice, calcule la frecuencia asociada a esta radiación y a la vista de la tabla indique a qué región del espectro electromagnético pertenece.
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Entonces, sabemos que la energía asociada al fotón viene dada como h por f.
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Entonces, si tomo esta energía como la energía del fotón, pues la frecuencia sería simplemente esta energía partido por h,
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O sea, 6,94 por 10 elevado a menos 19 J partido por el número de la constante de Planck, que es 6,63 por 10 elevado a menos 34 J por segundo.
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Entonces, esto es 1,05 por 10 elevado a 15 Hz.
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Esta es la frecuencia y si miro por aquí, 10 elevado, no puedo mirar porque es lambda, entonces para mirarlo tengo que pasarlo a lambda, entonces como tengo la frecuencia, calculo la frecuencia porque me lo piden y luego yo sé que c es igual a lambda por f, con lo cual lambda va a ser c partido por f,
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O sea, la velocidad de la luz, 3 por 10 elevado a 8, partido por 1,05 por 10 elevado a 15.
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O sea, 2,85 por 10 elevado a menos 7 metros.
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Y ahora esto sí lo puedo mirar, y entonces veo que 10 elevado a menos 7, estamos aquí, en el ultravioleta.
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Entonces dice, indique a qué región del espectro electromagnético pertenece al ultravioleta.
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¿Podría ionizarse este átomo con luz de otra región espectral?
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Razón de la respuesta, en caso afirmativo, indique con la zona del espectro que cumpla este requisito.
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Entonces, como esta es la energía mínima, puedo ionizarlo con energías mayores.
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Y nos acordamos que energías mayores serían los rayos X y los rayos gamma, que son los más energéticas.
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¿Por qué? Porque si cojo menos energéticas, no va a tener la energía mínima para arrancar el electrón.
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Entonces, por la teoría del efecto fotoeléctrico, no va a alcanzar la energía de umbral.
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Entonces necesitamos mayor frecuencia, lo que implica menor longitud de onda.
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Por eso nos vamos a esto. Entonces, bueno, esto por una parte. El átomo de Bohr, pues de momento está muy bien, ¿no? Porque, pues mira, nos explica varias cosas que no se podían explicar.
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la estabilidad del átomo, por ejemplo, porque con Rutherford el átomo se colapsaría.
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Además, introduce el concepto de niveles de energía, lo que permite explicar los espectros, ¿vale?
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Con los saltos electrónicos y relaciona las propiedades químicas con su estructura electrónica.
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Pues eso, si es metal, si es no metal, esto porque es capaz de predecirlo.
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Entonces, todo esto, fenomenal. ¿Inconvenientes? Pues que solo explica el hidrógeno y el hidrógeno en presencia de campos magnéticos tampoco lo explica. Entonces, bueno, pues es muy poquito y es un poco incoherente porque mezcla ideas clásicas con ideas cuánticas.
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Entonces es como... bueno, pues no nos gusta que las cosas sean formales, pero sobre todo es que no explica todo, ¿vale?
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Entonces se empieza a desarrollar un nuevo modelo para explicar el átomo que es el modelo cuántico, el que nos dice la mecánica cuántica,
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que lleva unas matemáticas bastante complicadas, pero aquí las vamos a reducir al mínimo para vivir más felices y porque no nos piden más.
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Entonces, lo primero que tenemos es que, como habíamos visto, los electrones y cualquier partícula tienen una naturaleza dual onda-corpúsculo, o sea, es a la vez ondas y partículas.
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Entonces esto para los electrones también se cumple. Y esta longitud de onda asociada sería h partido por p, que es la longitud de onda de De Broglie.
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Sale la ecuación de Schrodinger, que es uno de los padres de la mecánica cuántica, y tenemos esta ecuación.
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Que esto es el hamiltoniano de la función de ondas, no vamos a entrar en ello, es esta ecuación más desarrollada, es difícil de resolver, yo no me acuerdo de las matemáticas que necesitamos para resolverla, así que no vamos a entrar.
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Pero de esta ecuación vais a creeros que gracias a esta ecuación tenemos como las soluciones nos van a dar los distintos números cuánticos.
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Entonces hay que aprenderse las características de cada número cuántico porque las necesitamos.
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Estos son los números cuánticos, aquí están resumidas, pero las voy escribiendo poco a poco para ir explicándolas.
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Entonces, números cuánticos que tenemos. Tenemos el número n, que es el número cuántico principal, que va desde 1, 2, hasta infinito, ¿vale? Los que quiera.
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Este es el que en Bohr es el número de nivel, ¿vale? Para el modelo de Bohr, que esto sigue siendo como parecido, este sería el nivel 1, el nivel 2, y así, niveles.
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Luego tenemos el número cuántico secundario, que lo llamamos L, número cuántico secundario.
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Y las reglas, estas reglas digo que salen de las soluciones de la ecuación de Schrodinger,
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entonces no las vamos a saber deducir, pero nos las tenemos que aprender para poder hacer los ejercicios.
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L va desde el 0 hasta el n-1.
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Luego tenemos el M. Estos números también se sacan con los experimentos porque los niveles de Bohr al aplicar campos magnéticos se dividen en subniveles y por eso salen estos números.
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M, que es el número cuántico magnético, va a ir desde menos L hasta L de 1 en 1 pasando por el 0.
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Y luego S, que es el número de spin, solo tiene dos valores, más un medio y menos un medio.
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Si queréis ver qué significan estos números, pues podéis ver el vídeo de Quantum Fracture donde explica que los átomos no son así.
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Y entonces, bueno, pues explica la visión clásica que tenemos de estos números, pero es que no sirve para nada porque entras en incongruencias intentando explicar lo que es.
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entonces nos vamos a quedar con que son subniveles dentro del átomo
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y si queréis pues veis el vídeo de Quantum Fracture
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que lo explica súper bien
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de los átomos no son así
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y os explica, pero ya os digo que es raro
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y que al final terminas diciendo madre mía la cuántica
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pues sí, madre mía la cuántica
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entonces, con esto vamos a empezar a hacer configuraciones electrónicas
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Entonces, sabemos que estos son los niveles que puedo tener, vale, pues voy a hacerlo para el nivel 1, para n igual a 1, ¿qué números cuánticos puedo tener? Pues para n igual a 1, la L va a ir desde 0 hasta n menos 1, o sea, desde 0 hasta n menos 1, o sea, desde 0 hasta 0, o sea, 0, ¿vale?
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No hay que darle demasiadas vueltas, porque desde 0 hasta 0, pues 0, ¿vale? L igual a 0. La M va a ir desde menos L hasta L, o sea, en este caso, desde menos 0 hasta 0, pasando por el 0, pues no se ha movido, ¿vale?
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Porque 0 entre 0 es 0. M es igual a 0. Y S siempre puede ser un medio menos un medio. Un medio o menos un medio. Esto es para S.
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Vamos a nivel 2
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Para el nivel 2 la L va a ir desde 0 hasta N-1 que es 1
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Para L igual a 0 ya hemos calculado esos números cuánticos
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M sería 0 porque va a ir desde 0 hasta 0
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Y S voy a ponerlo ya resumido más menos un medio
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Ahora tenemos más variedades para la M
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Porque la m puede ser desde el menos l, o sea, desde el menos uno, cero y uno.
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Y para cada uno de estos, la s puede valer más menos un medio.
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Es igual a más menos un medio.
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Vale.
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Si lo hacemos para la n igual a tres, pues voy a tener cero, uno, dos.
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Estas van a ser iguales, ¿vale?
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Que las que acabo de hacer
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O sea, igual que esto
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Y esto igual que esto
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Y como me quedo sin espacio no lo quiero volver a copiar
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Pero sería igual
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Ahora, para el D
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Tendríamos desde el menos 2
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Menos 1, 0, 1
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Y 2 que no me cabe
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Y para cada uno de estos
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Más un medio y menos un medio
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O sea, estas son las M
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estos son las L
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y para cada uno de estos más un medio
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y menos un medio
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para cada uno de estos
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en concreto ¿qué pasa?
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pues que fijaos, en la capa L igual a 0
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yo lleno
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dos electrones
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porque
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electrones quedan definidos por los números cuánticos
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entonces yo aquí tendré
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el electrón que es el 1
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0 más un medio
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y el 1
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0 menos un medio
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o sea que en la capa 1 me caban dos electrones distintos
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¿vale? porque hay una regla que dice que en un átomo no puede haber
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dos electrones con los mismos números cuánticos, entonces siempre tiene que tener
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por lo menos uno en el que se diferencian, en este caso se diferencian solo en el spin
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vale, ahora si ya empezamos a poner los de este, pues mira, este va a ser casi igual
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lo que pasa es que voy a tener aquí otro que va a ser 0, 0, 1 medio y 0, 0, menos 1 medio
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que parece casi igual, pero no es igual porque cambia el n
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que antes era 1 y ahora es 2, entonces efectivamente pues ya no son los números cuánticos iguales
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Aquí voy a tener todas las posibilidades, que sería n igual a 2, 1 para la l y luego menos 1 y aquí un medio y lo mismo con menos un medio y lo mismo con el 0,
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más un medio y lo mismo con el menos un medio y lo mismo con el 1 más un medio y menos un medio.
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Es que como no me deja escribir aquí, pero sería 2, 1, 2, 1, 2, 1, porque eso no cambia, ¿vale?
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Entonces, ¿en concreto qué pasa? Pues que tengo, fijaos, en el tipo de nivel, un momentito,
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En el tipo de nivel L igual a cero, resulta que siempre tengo dos electrones.
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Entonces, al tipo de nivel L igual a cero, es a lo que se llama el orbital S.
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Y por eso siempre decimos que en el S caben dos electrones, porque claro, uno y dos.
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Y da igual si estás en el 1S o estás en el 2S.
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Lo máximo que te caben es dos.
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El L igual a uno lo vamos a llamar el orbital P.
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entonces este estaríamos en el 2P y nos caben 6 electrones.
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Podéis hacer las cuentas y ver que en el 3 volvería a tener L igual a 0, por lo tanto S,
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L igual a 1, por lo tanto 3P, y L igual a 2, por lo tanto 3D.
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Y que si calculo que tengo aquí 5 números, porque menos 2, menos 1, 0, 1 y 2,
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y que en cada uno dos electrones, porque más un medio menos un medio tendría hasta diez, ¿vale?
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Entonces, esto cuadra.
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Y si ya lo hago para el siguiente nivel, para ln igual a cuatro,
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que voy a tener aquí l igual a cero, uno, dos y tres,
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y para este van a ser dos, para este van a ser igual que siempre, ¿vale?
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Este sería el orbital tipo D y en el orbital tipo 3 es el que voy a llamar F.
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Y entonces ahí tendría de valores el menos 3, el menos 2, el menos 1, el 0, el 1, el 2 y el 3, o sea, 7 valores.
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Y por 2 que voy a tener en cada uno, pues de ahí es donde sale el 4F14, que es lo que está un poquito resumido aquí.
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Pero creo que aquí, ¿vale? Lo vamos a seguir viendo porque voy a seguir viendo.
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Entonces, bueno, los orbitales, si habéis visto el vídeo de quantum fractures, es los lugares donde hay mayor probabilidad de encontrar el electrón.
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Es un poco raro porque ya no es la órbita, sino el lugar probabilísticamente donde es más fácil encontrar el electrón.
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los orbitales S la probabilidad es en una esfera, en los orbitales P son como dos lóbulos
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y los orbitales de ella pues son más cositas, entonces no vamos a entrar. La diferencia
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de cuando cambiamos de nivel del 1S al 2S al 3S siempre es S, por lo tanto siempre son
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esferas pero cada vez son más grandes porque estamos aumentando el nivel. Lo mismo con
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el P, ¿vale? Serían más grandes cada vez, pero siempre lóbulos. Y en el P realmente
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son lóbulos en cada uno de los ejes, o sea, tendremos como son seis electrones, aquí
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dos para dos electrones, aquí otros dos y aquí otros dos, ¿vale? Y entonces así como
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tenemos como una flor donde caben los electrones. Estudiando de verdad la energía del átomo
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de hidrógeno, se ve que los niveles tienen una relación
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que ya lo vio Bohr, ¿no?
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Que esta energía del nivel es
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menos k partido por n igual a cero, donde
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uy, n igual a cero, n al cuadrado, donde la n
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es los niveles de los átomos, o sea,
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como las órbitas, ¿vale? Pero es el número cuántico principal
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realmente. Esta constante para el hidrógeno es 13,6 electronvoltios. Viene bien sabérselo
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para los problemas, hay veces que nos la dan, que nos la dan como la constante de Rydberg,
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ya lo veremos, para hacerlo, pero si no pues yo me puedo aprender que en el átomo de hidrógeno
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se cumple que la energía del átomo de hidrógeno de cada nivel sería menos 13,6 electronvoltios
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partido por n al cuadrado. O sea que para el nivel 1, concretamente, pues sí que sería
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sería menos 13,6 electronvoltios
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que luego para pasarlo a julios
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y operar con lo demás que tengamos
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pues hay que multiplicar por el 1,6 por 10 elevado a menos 19
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pero bueno, parece que es fácil acordarse del 13,6 electronvoltios
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entonces estos son los principios de los que os hablaba
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para hacer las configuraciones electrónicas
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que seguro que ya habéis hecho
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lo que seguimos es el principio de exclusión de Pauli
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que es lo que os decía que en un átomo no puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales
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y por eso son lo de 2, 6, 10 y 14
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porque es el máximo que tengo para que no se repitan
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y bueno, Moller hizo un diagrama porque lo que pasaba realmente es que los átomos
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no se llenaban, las energías no van como en orden, así decirlo, en el orden de todos los 1s, todos los 2s, todos los 3s, todos los 4s,
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todos los niveles principales no se van llenando tal cual, sino que los niveles de verdad, pues nos vamos a encontrar que el nivel 4s es más bajo de energía que el 3d,
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Por lo tanto, si vamos rellenando con electrones, nos vamos a encontrar que tenemos que rellenar hasta aquí todo bien porque estoy rellenando como en orden, pero cuando yo aquí yo querría seguir por el 3D porque me parece que tengo que rellenar todos los tres, pero no, va a rellenarse la mínima energía antes y entonces el 4S se va a rellenar antes.
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¿Cómo me acuerdo de esto? Pues como todos sabemos con el diagrama de Möller
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¿Vale? Que es que nos ordenamos los niveles como en un arbolito creciente
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Y se va a ir rellenando en forma de sus diagonales
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Que luego hacemos algún ejemplo
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Por ejemplo el oxígeno
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O sí, el oxígeno que tiene Z igual a 8
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Entonces, para ir rellenando no se rellena hasta el tope
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Si rellena los que tengo
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¿Qué quiero decir con esto?
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Pues, voy a...
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Quería cogerlo, eso
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Vale, entonces
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Si yo tengo el diagrama de Moller
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1S, 2S, 2P, 3S, 3P, 3D
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4S, 4P, 4D, 4F, 5S, 5P, 5D, 5F, etcétera, etcétera, ¿vale?
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Como voy a hacer el oxígeno es muy poquito y no voy a necesitar más.
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Este sería el diagrama de Moller, que seguimos las diagonales.
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Aquí quiere decir que tendría que coger el 6S si lo necesito, ¿vale?
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No es que se acabe lo que yo haya escrito, sino que tengo que escribir hasta donde necesite.
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Vale, voy a hacer el Z igual a 8, entonces el Z igual a 8 sería que tengo que poner 8 electrones,
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entonces yo voy poniendo 1S2, ya llevo 2, me quedan 6 para poner, 2S2, ya he puesto 4,
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me quedan 4 para poner, 2P4, no pongo 2P6 porque puedo llegar hasta P6, pero es que solo tengo 8 electrones,
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Y aquí ya llevo 2 y 2, 4 y 4, 8. Esto lo puedo ver como que tengo un hotel, ¿vale? Como que estos niveles son un hotel. Entonces, en la primera planta del hotel, en la planta 1, yo tengo solo una habitación que es un estudio en el que solo me caben dos personas, ¿vale? Pues me cabrían los electrones 1 y 2.
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En la segunda planta yo tengo ya dos tipos de habitación, una que es el estudio y otra que es ya familiar porque tiene tres habitaciones, entonces en cada habitación yo puedo meter más personas y los voy colocando según van llegando las personas.
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Entonces, por ejemplo, si yo me pusiera aquí a colocar, pues diría mis ocho electrones que coloco uno, dos, tres, cuatro y luego en cada habitación uno porque separado es lo máximo que pueda.
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Si los puedo separar, pues mejor para que duerman más a gusto.
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Entonces uno, dos y tres y ya llevo cuatro y siete y me falta colocar uno y aquí ya no le queda otra que dormir con su hermano y ahí los tengo.
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Entonces, ¿qué pasa? Que tengo aquí en el 1S dos electrones, en el 2S dos electrones y en el 2P, porque son tres habitaciones, tengo cuatro, que es lo mismo, por eso es esto.
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Entonces no puedo rellenar a seis porque yo tengo ocho electrones que me han llegado al hotel, no me han llegado seis, o sea, no me han llegado diez, me han llegado ocho, pues yo coloco a los ocho que tengo.
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Si tuviera más niveles, pues para el 3, aquí os podéis imaginar, tenemos el S, que van a caber 2, el P y el D.
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Y en el este vamos a tener 3 habitaciones y en este vamos a tener 5, 1, 2, 3, 4 y 5.
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Y en el 4, pues tendremos ya la macro planta, porque aquí ya tendremos todos los tipos de habitaciones,
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El del S, el del P, el del D y el del F, ¿vale?
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Y los voy colocando lo más separados posible.
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Antes de repetir la habitación, intento rellenar todas las habitaciones del mismo tipo de apartamento, ¿vale?
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No voy a poner a una familia en el D y separada en el F, pues no, ¿vale?
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O sea, en el 3P y en el D, en este caso que estoy señalando.
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voy a meter a toda la familia primero junto en el mismo apartamento
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todos en el D
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antes de mandar a un electrón a otro apartamento
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por eso lo voy llenando así
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¿por qué dibujo las flechitas?
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porque esto es otro diagrama que también nos piden
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por ejemplo, si nos pidieran
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y lo piden
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¿cuáles son los números cuánticos del último electrón?
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pues el último electrón es un orbital P
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que se caracteriza porque él es igual a 1
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Y entonces la M va a ir de menos uno, cero y uno.
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Y esto lo voy a poner en las cajitas menos uno, cero y uno.
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Y entonces aquí lo tengo que dibujar para poner los números cuánticos.
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Este sería el nivel dos, P, ¿vale?
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Y entonces estas son las M.
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Y yo me pongo a dibujar los cuatro electrones, lo más separados posible, uno en cada habitación.
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Uno, dos, tres y cuatro.
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Y me piden los números cuánticos del último electrón, o sea, de este electrón.
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Vale, números cuánticos, pues el principal, 2.
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N es igual a 2.
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P es igual a 1.
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O sea, perdón, L es igual a 1, porque es P.
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M, pues donde nos haya caído.
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¿Ha caído en el menos 1? Pues M menos 1.
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Y S, como está para abajo, menos un medio.
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Con lo cual, si lo escribo como coordenada, sería 2, 1, menos 1, menos 1 medio.
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Y esos son los números cuánticos del último electrón.
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Y nos los van a pedir.
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Entonces hay que saber hacer esto también.
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Entonces, bueno, pues el principio de máxima multiplicidad de Hund es este que os digo,
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que hay que meterlos, no se pueden meter así, juntitos en la misma habitación.
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Los electrones no entran así, los electrones entran lo más separados posible,
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Es decir, uno en cada habitación, ¿vale? Uno en cada habitación y luego además, lo más paralelos, ¿vale? Esto tampoco pasa. Entran, si entra el primero para arriba, todos para arriba. Es igualmente probable que entre para abajo, o sea que si os da pues el rebelde si decir, pues yo los pongo para abajo, ¿vale? Pues para abajo todos, ¿vale? Tendrías que empezar a rellenar con para abajo, para abajo, para abajo y luego ya empezar para arriba.
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pero bueno que es queda un poco igual la cosa es que sí que la regla por el principio de máxima
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multiplicidad de junt es que tienen que entrar lo más separados posible y paralelos a las flechas o
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para arriba para abajo antes de empezar a rellenar cuando ya tenemos que empezar a repetir por por
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habitaciones esto explica propiedades como el día magnetismo donde lo que está pasando es que
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tenemos todas las capas completas vale con los espines rellenados o el paramagnetismo donde
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están completas pero sólo por un electrón vale pero todos los habitaciones llenas por así decirlo
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aunque sólo con un electrón y bueno esto es lo que he dicho que va construyendo ese progresivamente
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rellenando las cajitas y que hay veces que es más estable en vez de rellenar el 4S poner uno
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de estos electrones que rellene los niveles y que en todos tenga un electrón. Estos son
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dos excepciones que son las configuraciones electrónicas del cromo y del cobre que terminan
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en D5, o sea que van a ser como en 4S1, 3D5 y 4S1, o no me acuerdo si es 4, pero 3, va a acabar en D10,
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¿vale? Unas D5 y otras D10. Luego las hago más despacio cuando termine de explicar todo esto,
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Pero estas dos excepciones hay que conocerlas, porque nos las pueden preguntar en la BAO y pone en el modelo de examen que tenemos que conocerlas, ¿vale? Así que hay que abrandárselas de memoria.
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Y lo que está pasando, digo, es esto. Aquí tenemos el cromo, por ejemplo. Cuando tú rellenas y dices el 4S va antes que el 3D, entonces lo lógico sería que fuera 2 y aquí 4.
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Vale, pues no pasa. En la naturaleza lo que pasa realmente es que tenemos un 4S1, 3D, 5, porque este electrón de aquí se pasa al hueco que le faltaba para estar lo más desapareados posible y paralelos todos, ¿vale?
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Entonces es una excepción a la norma del llenado y la otra es el cobre, que va a hacer lo mismo, pero con esta vez pues sería como que tiene lleno todo esto y se pasa y rellena aquí, ¿vale?
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Entonces por eso queda como de 10, aunque debería ser de 9, ¿vale?
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El sistema periódico como historia, bueno pues que lo empezó, hubo varias personas que empezaron a estudiarlo
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El más conocido porque es el que hizo un montón es Mendeleyev, que es este señor de aquí
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Y es que empezaron a descubrir elementos y empezaron a organizarlos por pesos atómicos o masas atómicas
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Entonces los fueron ordenando por familias porque tenían las mismas propiedades o propiedades parecidas y ahí es al principio de la tabla periódica le quedaban huecos y esto fue su gran acierto porque estos huecos al final fueron elementos que se descubrieron.
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Entonces, como que predijo elementos, que es maravilloso. Vale, no se entra tanta teoría, así que lo voy a pasar un poquito, porque lo que sí que tenemos que entender es cómo funciona el sistema periódico actual.
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Entonces, el sistema periódico actual, el que ya tenemos todos los elementos descubiertos hasta ahora
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Por cierto, que cuando yo era pequeña, estos no se habían descubierto, ¿vale? Ahora ya sí los tenemos
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Y entonces, bueno, si se descubren, pues será otra fila más abajo
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Pero estos ya son artificiales, o sea, quiere decir que duran muy poco, no se extiendan naturaleza solos
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duran microsegundos o algo así
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entonces bueno, son creados en el laboratorio
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pero bueno, sí, son nuevos elementos
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entonces bueno, lo importante es que
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si nosotros hacemos la configuración electrónica
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de todos estos elementos
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que son los alcalinos
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el hidrógeno está aquí porque
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empieza por uno, pero no es un alcalino
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es un no metal
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¿vale? si hacemos la configuración
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nos vamos a dar cuenta de que todos terminan
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en S1, todos, todos, todos estos
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si hacemos la del litio, por ejemplo
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que es 3, para que os lo creáis
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El litio tiene tres electrones porque tiene tres protones, entonces sería 1s2, 2s1. Si hacemos la del sodio que tiene 11, sería 1s2, 2s2, 2p6, 3s1.
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Entonces vamos a ir viendo que terminamos siempre en S1. Todos estos terminan en S1 y si hago todas las configuraciones electrónicas resulta que es que la tabla periódica está muy bien montada porque la primera columna acaba en S1, la segunda columna en S2.
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La tercera columna, bueno, las P serían estos elementos, ¿vale? Que serían P1, P2, P3, P4, P5 y P6.
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Esta no es P porque en el nivel 1, en igual a 1, ya sabemos que L solo puede ser 0, o sea que solo voy a tener S, solo voy a tener S.
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Y que por cada S voy a tener dos electrones, por eso lo demás es un medio menos un medio.
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Así que en este nivel es que no puedo terminar en P, es imposible, termino en S2, es el helio, es un gas noble, está completo porque su capa la tiene completa, pero no llega a P6, ¿vale? No va a hacer nunca la regla del octeto porque es que en esa capa no llega a 8 electrones nunca, porque lo máximo que puede tener es 2, porque si no repetiría números cuánticos y esto no puede ser.
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Entonces, bueno, P6, aquí sería pues de 1, de 2, de 3, de 4, de 5, de 6, de 7, de 8, de 9 y de 10.
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Y estas son las Fs, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 14.
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De tal forma que si yo tengo que colocar algún elemento, pues es como jugar a los barquitos, ¿vale?
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Si yo, por ejemplo, sé que acabo en 3P3, pues yo puedo saber qué elemento es, porque sé que el nivel más grande que yo llene, ese va a ser el periodo 1, 2 y 3.
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o sea que estoy en el periodo 3, estoy aquí, y va a ser el elemento que tenga P3, así que P1, P2, P3, va a ser este elemento.
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Si me voy a la tabla y hago, vale, pues periodo 3 en el P3 será 1, 2, 3, este, el fósforo, y para la APAU y para mi examen,
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porque voy a coger los ejercicios de la APAU, tenéis que saberos los cuatro primeros periodos en orden.
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El orden es que yo me sé que tengo dos columnas, diez columnas y seis columnas, ¿vale?
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Ordenadas con la escalerita esta, ¿vale? Ordenadas así, pero esa es la estructura.
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y tengo que saber también lo de S, P, D, F, ¿vale?
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y entonces yo me aprendo, pues que ya imagino que os lo habéis aprendido así
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litio, sodio, potasio, ruido, cesio, francio, berilio, magnesio, calcio, estroncio, ovario, radio
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todos en sus familias, ¿vale?
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estos todos y luego me tengo que saber también esta
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obligatorio, esa y estos, perdón
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no hasta abajo del todo, porque esos son los artificiales
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y estos
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¿vale? estos también
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entonces
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estos artificiales no
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pero hasta el radón
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sí, ¿vale? hasta aquí
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todos para arriba, sí
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entonces esos me los tengo que saber
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¿por qué? porque me van a dar a lo mejor
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un elemento z igual a
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imagínate que me dicen
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z igual, mira vamos a hacer la del cobre ya que la tenemos aquí
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z igual a 29
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Entonces vamos a hacer Z igual a 29, me voy aquí que tengo más espacio me parece, Z igual a 29, entonces yo me pongo a colocar y digo 1S2, 2S2, 2P6, yo ya me sé el diagrama de Moller, 2S, 2P, 3S, 3P, 3D, 4S, 4P, 4D y que voy así con las diagonales.
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Vale, entonces aquí ya llevo 10 electrones, tengo que colocar 29, sigo colocando, después del 2p viene el 3s, 3s2, 3p6, después del 3p viene el 4s, 4s2 y aquí ya llevo otros 10 electrones y me quedan hasta el 29 9 electrones, entonces diría 3d9 y me quedo tan ancha.
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No, porque sé que es la excepción el cromo y el cobre, ¿vale? Entonces, que esto va a ser 1s2, todo esto muy bien, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, porque es lo que decía que se pasa al siguiente, 3d10, ¿vale?
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Entonces, esto va 3S1, o sea, 4S1 3D10. Esta va a ser la de verdad y hay que sabérsela, porque nos la van a preguntar porque es una de las excepciones que pueden entrar.
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Lo que pasa es que para colocarlo, no voy a usar la de la excepción, o sea, voy a usar esta. Entonces, ¿dónde está el cobre? El cobre, imaginaos que me han dado solo esto.
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Pues ¿dónde está colocado? Yo me voy al nivel más alto que he colocado, 4, pues está en el periodo 4, en el periodo 4, 1, 2, 3, 4, en este periodo va a estar el cobre y luego va a estar en el de 9, o sea, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, aquí, aquí está el cobre.
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Lo que pasa es que no es de 9
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Por lo que hemos visto de la excepción
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Que se va de 10
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Pero eso no quiere decir que cojo el
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Perdón, que cojo el de 10
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No, no cojo el de 10
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Porque esa es una configuración excepción
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¿Vale? Para colocarlo cojo la que me saldría por Moller
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Y luego ya se me dicen
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¿Pero cuál es su configuración?
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Bueno, pues decimos que es una excepción
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Porque quiere estar lo más desapareado posible
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Y entonces por eso se va
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A 4S1 3D10
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¿Vale? Pero para colocarlo
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la que nos sale natural. Entonces, en los que son S y P coincide que el último valor, claro, cuando acabo en 4S2, el último letrón que pongo,
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que es en el que me fijo para colocar las columnas, para colocar los grupos, coincide con que es el nivel más alto.
00:40:30
pero en estos del medio no, ahí el nivel más alto me lo va a dar el 4S, porque siempre voy a ir más abajo a colocar, antes de colocar el último,
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y el último es el que me va a indicar, perdón, el más alto es el que me va a indicar el periodo, y el grupo me lo va a indicar el último que haya puesto,
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En este caso el de 9, ¿vale? Aunque no es de 9 porque sería de 10 porque es la excepción.
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Pero bueno, eso.
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Y luego ya por último propiedades periódicas.
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Entonces, propiedades periódicas dependen de la carga nuclear, ¿vale?
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De la Z que tengamos y de la Z efectiva.
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¿Qué quiere decir de la Z efectiva?
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Pues que nosotros tenemos un átomo y tenemos una Z en el átomo, unos protones en el átomo, pero luego tenemos un montón de electrones, de tal forma que cuando este electrón quiere ver cuántos protones son los que le están atrayendo, pues claro, tiene muchos electrones por aquí negativos que le están disminuyendo, por así decir, la carga que ve.
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O sea, es como que se ponen por el medio y lo ve nublado, ¿vale? Se dice que es un efecto de apantallamiento de los electrones porque no ve toda la carga, ve una carga menor que es la carga efectiva, ¿vale? La carga nuclear efectiva.
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Y esto es bastante importante para explicar las propiedades. Entonces, el radio atómico, simplemente como de grande es un átomo, es verdad que para medirlo cogemos una molécula, vemos el tamaño de la molécula y luego dividimos entre dos y vemos el radio del que nos saldría de cada átomo, ¿no?
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O sea, veríamos como la distancia entre núcleos y de ahí la mitad
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Vale, pues como es lógico va a aumentar en un grupo para abajo
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Porque el primero tendrá una capa, el segundo tendrá dos capas, el tercero tendrá tres capas
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Pues claro, cuando voy aumentando, que lo voy a hacer mejor para que parezca más claro
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Bajando en un grupo, que es lo que pasa al bajar aquí
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Una capa, dos capas, ¿vale?
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Este tendría una capa, este tendría dos capas, este tendría tres capas
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Cuatro capas, cinco capas, seis capas
00:43:00
Pues claro, va cada vez mayor
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Porque cada vez tiene más capas
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Y entonces dices, ¿y cada vez para acá tiene más electrones?
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Pero se hace más pequeño, ¿cómo puede ser?
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Pues porque ahí jugamos en lo de que ahí tienen las mismas capas
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Por ejemplo, entre estos dos, ¿vale?
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Entre el calcio y el bario
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Yo estoy dentro de la misma capa, 1, 2, 3, 4, 5, 6, estoy en la capa 6S, este es 6S1 y este es 6S2, o sea que si yo dibujara el átomo de los dos sería 1, 2, 3, 4, 5 y 6, y en el otro 1, 2, 3, 4, 5, 6, imaginaos que los he colocado iguales, iguales, iguales, iguales.
00:43:22
¿Qué pasa? Que si yo me pongo a poner los electrones, aquí tengo un electrón y aquí tengo dos electrones.
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Ya, pero si es que si están en la misma capa, ¿en qué varía? ¿Por qué este es más pequeño?
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Pues es más pequeño porque sí, tienen los mismos electrones, pero este tiene más protones en el núcleo.
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Entonces, tiene un protón más, de hecho.
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Entonces va a atraer a los electrones con más fuerza que este, que tiene un protón menos.
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Al atraerlos con más fuerza, la capa se comprime y por eso el átomo nos sale más pequeño.
00:44:15
Y lo mismo para estos, están todos los electrones en la misma capa.
00:44:21
Se va haciendo más pequeño porque cada vez tengo más protones, lo atrae con más fuerza y la capa se va acercando al núcleo.
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Entonces, esta es la explicación.
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Es verdad que este es el resumen, que aumenta hacia la izquierda y disminuye hacia abajo,
00:44:39
pero cuando nos lo pregunten no podemos decir por qué aumenta hacia abajo.
00:44:44
O sea, porque aumenta hacia la izquierda y hacia abajo.
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No podemos decir, razonar que aumenta hacia abajo.
00:44:51
Hay que decir que aumenta hacia abajo porque tiene más capas.
00:44:54
Cada elemento sucesivo en el grupo tiene más capas que el anterior.
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Y que disminuye hacia la derecha porque como va aumentando el número de protones,
00:45:01
se va haciendo cada vez más fuerza y se comprime el átomo.
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Vale, el radio iónico, pues aquí, ¿qué va a pasar?
00:45:15
Por ejemplo, veis aquí que el radio del litio y su ión es más pequeño
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Claro, ¿por qué? Pues porque el litio, hemos visto que tiene su núcleo y dos capas
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La primera con dos electrones y la segunda con un electrón
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¿Qué pasa con el litio más? Que ha perdido un electrón
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Entonces ha perdido, este es el litio y este es el litio más
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Ha perdido este electrón, así que se ha quedado con una capa menos
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Con lo cual evidentemente el radio es más pequeño el del litio más que el del litio total
00:45:57
Eso por una parte
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Y le pasa lo mismo a todos los iones positivos, ¿vale?
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Como pierden electrones se van a quedar con menos capas
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y por lo tanto van a tener un radio más reducido.
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Los aniones son siempre más grandes que sus átomos progenitores
00:46:21
porque al ganar electrones aumenta la repulsión electrón-electrón,
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lo que obliga a la nube electrónica a expandirse en el espacio.
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Entonces aquí tenemos las mismas capas.
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Cuando coge, por ejemplo, el oxígeno o el flúor,
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el flúor, que tiene dos capas también.
00:46:39
Entonces tiene 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7
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Y aquí tiene dos capas también
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El flúor menos
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1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8
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Pero ya ha ganado el electrón y ha completado la capa
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Pero no ha perdido capas, no
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¿Qué pasa? Bueno, pues lo que pasa es que estos se repelen
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¿Vale? Y al repelerse aumentan, o sea, cogen más espacio
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Entonces se separan un poquito más para poder
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O sea, sería como que es la misma capa
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pero más separada, ¿vale? Esta sería la del ión, es más separada que la del átomo neutro, porque necesita intentar minimizar esa repulsión de electrones que está teniendo porque negativo con negativo se repelen.
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Bien, la energía de ionización es la definición, la energía para quitar el primer electrón de un átomo neutro, ¿vale?
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Que es lo que veíamos antes en el ejemplo del efecto fotoeléctrico que nos decía la energía de ionización.
00:47:40
Sí, porque es la energía que necesitamos para arrancar un electrón de un molde de átomos en su estado gaseoso, fundamental y gaseoso.
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Pero bueno, como eso luego lo podemos dividir por el número de abogadro, pues para arrancar un electrón de un átomo neutro.
00:47:55
Esta sería la primera energía de ionización.
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La segunda, pues para arrancar el segundo electrón.
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La tercera, para arrancar el tercer electrón.
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Y así sucesivamente, ¿vale?
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Entonces, pues vemos cómo van variando.
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Al hidrógeno solo le podemos quitar uno, así que esta es.
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Al helio le podemos quitar el primero y el segundo, pero solo tiene dos, ya no tiene más.
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Al litio le podemos quitar estas dos, siempre van siendo mayores, ¿por qué?
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Porque, claro, cuando... digo, de la primera a la segunda a la tercera,
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porque cuando, por ejemplo, en el litio tenemos aquí estos dos electrones,
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tú le quitas este, vale, se lo quitas, lo quiere perder, es una energía bajita,
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porque lo quiere perder, le tienes que dar poca energía para quitárselo.
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Pero el segundo está ya rellenando capa, gas noble, o sea, con la configuración electrónica de gas noble está súper a gusto, no quiere que se lo quites y encima está muy cerca del núcleo, te va a costar bastante más.
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Y el otro ya, pues también, más todavía porque ya es que está ahí súper atraído y no quiere, porque sigues teniendo tres protones, entonces les atraen cada vez más cerca,
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porque cada vez cuando voy perdiendo la repulsión
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de tres electrones como que están más cerca
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entonces cada vez les atraen con más fuerza
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y es más difícil quitárselos
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entonces bueno, pues por eso aumentan
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las energías de ionización
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la primera, la segunda, la tercera, etc
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¿qué pasa cuando
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¿qué pasa cuando
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claro, las energías más bajas serán
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las que les damos a los que quieren perder el electrón
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porque adquieren su configuración de gas noble, entonces sueltan muy rápido los electrones,
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quieren soltarlo, entonces esta será muy baja, pero para el flúor, que lo que quiere es cogerlo,
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necesitaremos mucha energía, ¿vale? Mucha energía.
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¿Y por qué aumenta también arriba? O sea, que aquí poca energía y aquí mucha energía.
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Por ejemplo, el, no sé, entre el helio y el neón, que están en el mismo grupo, ¿vale?
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Son altas las dos, pero bueno, en el neón es menor que en el helio.
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¿Por qué? Pues porque, claro, está más lejos de...
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de el helio, sería así, mucho más cerca del núcleo, y el neón, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
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9, 10, ya arrancarle un electrón de aquí está más lejos, además tiene el efecto
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pantalla que os había dicho de tener dos electrones por delante, entonces la carga
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que siente ya no ve directamente como estos que ven la carga, este electrón, la carga
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del núcleo que ve es una carga menor que es la carga nuclear efectiva, porque le están
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poniendo una pantalla por medio, le están apantallando, le están poniendo como un nubloso
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por el medio y no ve toda la carga, entonces está siendo atraído con menos fuerza, por
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lo tanto es más fácil sacarlo, necesito menos energía para sacarlo, por eso la energía
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del neón es menor que la del litio y aumenta hacia la derecha pues por eso porque dices es
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que ahí está en más estable cada vez entonces no no quiere soltarlo está siendo atraído bastante
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fuerte cada vez tengo más protones en el núcleo atrae con más fuerza vale en el flúor tengo las
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mismas capas que en el litio pero con mucho más protones entonces está siendo atraído con más
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fuerza, con lo cual no va a querer soltarlo tan fácil. Otra propiedad periódica hay
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que saber, afinidad electrónica, que es el cambio de energía cuando en vez de crear
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un ión positivo, creamos un ión negativo, ¿vale? La energía, el cambio de energía
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que puede ser positivo o negativo. Entonces, si es positivo, quiere decir que el ión no
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quiere ganarlo, el anión es inestable
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y si es negativo, que sí
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que lo quiere ganar, ¿vale?
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que se vuelve un átomo más estable
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la sorpresa, claro, para nadie
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que las energías
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más negativas serán de los átomos
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que son muy electronegativos
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que quieren ganar
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electrones y serán positivas
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para los que no quieren ganar electrones
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de ninguna manera, ¿vale?
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o muy bajitas, negativas
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pero bajitas, ¿vale? porque si
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completan capa cuando le das
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el litio se volvería S2 completa ahí
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pero no quiere, lo que quiere más es soltarlo
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entonces por eso es, vale, negativa
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bueno, vale, pero muy bajita
00:53:02
en comparación con otros, vale
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¿por qué?
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pues un poquito por lo mismo, vale
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porque aquí
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como tiene muchos protones va a ser fácil cogerlo
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y aquí pues no, no va a ser fácil cogerlo
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sí, lo coge porque tiene los protones y tal, pero no, no quiere
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entonces bueno, pues
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en valor absoluto, pues bueno, es entenderlo un poco
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porque va a ser un poco, no es tan
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como dices, es que aquí es positiva
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si me voy para acá y aumenta y aquí es mayor que cero, pues y aquí pasa de ser
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menos de que cero, entonces
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entendedme el
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concepto, hasta aquí, hasta los halógenos
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se vuelve más negativa
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¿vale? y luego los gases
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nobles y los
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algunos de los
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alcalino-terrios tienen incluso positivas
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¿vale?
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estos son
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muy pequeñas también porque
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pues casi tienden más a perderlos
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que a ganarlos, entonces bueno
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todo esto
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y por último la electronegatividad
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que es la capacidad de un átomo
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para traer electrones
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los electrones compartidos hacia sí mismo
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no para quitárselos a nadie
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sino para compartirlos
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es el caso de los covalentes
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si por ejemplo tenemos
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el H y el F
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este par de electrones
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no va a estar igual
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no va a estar en el medio justo
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cuando yo comparto H y H sí
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porque como son el mismo átomo
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con los mismos protones en el núcleo, etcétera, etcétera, el par de electrones va a estar en el medio exacto, pero aquí no, porque este tiene muchos más protones en el núcleo,
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entonces esto es el par de electrones, este que están compartiendo, va a estar más cerca del flúor que del hidrógeno, porque los protones del núcleo los van a atraer, ¿vale?
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porque el flúor es más electronegativo que el hidrógeno.
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También es una propiedad que sí que la podemos explicar por lo de la carga efectiva del núcleo,
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pero también esta medida, ¿vale? Con la escala de Pauling,
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entonces el elemento más electronegativo es el 4 y el menos electronegativo sería el cesio con 0,7.
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por lo mismo, a ver, si tú dices
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ninguno de estos hace el enlace de compartir electrones
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pero hombre, este sentirá un poco más de fuerza
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porque tiene menos capas
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el electrón se tendrá un poco más de fuerza
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que este que tiene un montón de capas
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pero vamos, electronegatividad sobre todo
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hablamos para los compuestos covalentes
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cuando es un metal con un no metal
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ya es iónico y entonces no va a compartir los electrones
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se los va a dar directamente, entonces esto nos sirve más para cuando estamos hablando de los no metales, ¿vale?
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Entre ellos.
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Y bueno, hasta aquí lo demás es divulgación, entonces el próximo día lo comento así rápido,
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pero la teoría que entra en el examen es hasta aquí, entonces aquí lo voy a dejar.
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Un saludo.
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- Materias:
- Química
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- Bachillerato
- Segundo Curso
- Subido por:
- Laura B.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
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- 1 de marzo de 2026 - 20:28
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES LOPE DE VEGA
- Duración:
- 56′ 54″
- Relación de aspecto:
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