Química General: Masa Atómica, Arquitectura Electrónica, Tabla Periódica y Enlaces Químicos

Flashcards de repaso para examen sobre conceptos clave de masa atómica, estructura atómica, configuración electrónica, desarrollo de la tabla periódica, propiedades periódicas y tipos de enlaces químicos.

¿Por qué varía la masa de los átomos de un mismo elemento y cómo se define la masa atómica promedio?

Los átomos de un mismo elemento no siempre pesan lo mismo porque pueden variar en sus neutrones (isótopos). La masa atómica promedio de la tabla periódica es el promedio entre las masas y las proporciones (abundancia) en que existen esos isótopos en la naturaleza.

¿Cuál es la fórmula para calcular la masa atómica promedio de un elemento?

$\frac{(m_1 \times \%1) + (m_2 \times \%2)}{100\%}$ donde $m$ es la masa de cada isótopo (en uma) y $\%$ es el porcentaje de cada isótopo en la naturaleza.

¿Qué es la masa molecular y cómo se calcula para el agua ($H_2O$)?

Es la suma de las masas atómicas de todos los átomos que forman una molécula. Para el $H_2O$: $(2 \times 1\,\text{uma}) + (1 \times 16\,\text{uma}) = 2 + 16 = 18\,\text{uma}$.

¿En qué consiste la estructura del átomo y cómo se define su configuración electrónica?

La estructura del átomo consiste en un núcleo central con protones ($+$) y neutrones (sin carga), y electrones ($-$) girando alrededor en capas o niveles de energía ($n=1, 2, 3, 4...$). La configuración electrónica es la forma en que se distribuyen y ordenan los electrones en distintos niveles, subniveles y orbitales alrededor del núcleo.

¿Cuál es la capacidad máxima de electrones ($e^-$) en los niveles de energía del 1 al 4?

Nivel 1: máximo $2\,e^-$; Nivel 2: máximo $8\,e^-$; Nivel 3: máximo $18\,e^-$; Nivel 4: máximo $32\,e^-$.

¿Cuántos orbitales y qué capacidad máxima de electrones ($e^-$) posee cada subnivel de energía?

Subnivel $s$: $1$ orbital (máx $2\,e^-$); Subnivel $p$: $3$ orbitales (máx $6\,e^-$); Subnivel $d$: $5$ orbitales (máx $10\,e^-$); Subnivel $f$: $7$ orbitales (máx $14\,e^-$).

¿Qué información brinda la configuración electrónica externa?

Indica dónde están ubicados los electrones del último nivel de energía.

Para el átomo de Flúor ($F$), ¿cuál es su cantidad de protones, electrones, neutrones y su configuración electrónica externa?

Protones: $9$; electrones: $9$; neutrones ($A-Z$): $19 - 9 = 10$; configuración electrónica completa: $1s^2 2s^2 2p^5$; configuración electrónica externa: $2s^2 2p^5$.

¿Qué aportes hicieron Lavoisier (1789) y Döbereiner (1817) a la clasificación periódica?

Lavoisier (1789) realizó la primera clasificación dividiendo los elementos en metales (M) y no metales (NOM). Döbereiner (1817) agrupó los elementos en grupos de tres (tríadas) con propiedades químicas similares.

¿Cuáles fueron los aportes de Newlands (1864), Mendeleyev y Meyer (1869), y Moseley (1913) a la tabla periódica?

Newlands (1864) formuló la ley de las octavas ordenando por masa atómica. Mendeleyev y Meyer (1869) crearon la primera tabla periódica ordenada por masa atómica dejando espacios vacíos para elementos no descubiertos. Moseley (1913) ordenó la tabla según el número atómico ($Z$), estableciendo la tabla actual.

¿Cómo se define la organización actual de la tabla periódica en grupos y períodos?

Consta de $18$ grupos (elementos con propiedades químicas similares y misma cantidad de electrones de valencia) y $7$ períodos (que indican el nivel de energía más alto ocupado por electrones).

¿Qué es la electronegatividad y cómo varía en la tabla periódica?

Es la capacidad que tiene un átomo para atraer hacia sí los electrones de un enlace químico. En períodos aumenta de izquierda a derecha ($P \rightarrow +$) y en grupos disminuye de arriba hacia abajo ($G \rightarrow -$).

¿Qué es la energía de ionización y cuál es su tendencia en la tabla periódica?

Es la energía mínima requerida para remover un electrón de un átomo neutro en estado gaseoso para convertirse en catión. En períodos aumenta de izquierda a derecha ($P \rightarrow +$) y en grupos disminuye de arriba hacia abajo ($G \rightarrow -$).

¿Cómo se definen la afinidad electrónica y el radio atómico?

Afinidad electrónica: cantidad de energía liberada cuando un átomo neutro en estado gaseoso acepta un electrón para convertirse en anión. Radio atómico: distancia existente entre el núcleo de un átomo y su orbital más externa.

¿Cuáles son las propiedades y la ubicación característica de los metales y no metales?

Metales: excelentes conductores de electricidad y calor, maleables, dúctiles, con brillo, sólidos a temperatura ambiente, baja electronegatividad y energía de ionización (ubicados a la izquierda, centro e inferior). No metales: malos conductores (aislantes), frágiles en sólido, sin brillo, alta electronegatividad y energía de ionización, forman aniones (ubicados arriba a la derecha y el $H$).

¿Qué características definen a los metaloides y dónde se sitúan en la tabla periódica?

Presentan propiedades intermedias, son semiconductores eléctricos (su conductividad aumenta con la temperatura) y reaccionan como metales o no metales según el elemento combinado. Forman una línea en diagonal en forma de escalera entre los grupos 13 y 16.

¿En qué consiste la teoría del octeto electrónico formulada por Lewis y Kossel en 1916?

Establece que los gases inertes son estables sin actividad química por tener su órbita externa completa con $8$ electrones (excepto el helio que se satura con $2$). Los átomos ceden, comparten o ganan electrones para adquirir la configuración electrónica del gas inerte o noble más próximo (grupo 18).

¿Qué es la notación de Lewis y cómo se representa un átomo según esta?

Es una representación donde cada átomo se indica con su símbolo, rodeado por puntos o cruces en igual cantidad a los electrones que tiene en su órbita externa.

¿Cómo se define un enlace iónico y qué ocurre con los átomos involucrados?

Ocurre cuando hay una transferencia completa de electrones de un átomo a otro entre un metal y un no metal. El átomo que pierde electrones (metal) se transforma en catión ($+$, p. ej. $Li^+$) y el que acepta electrones (no metal) se transforma en anión ($-$, p. ej. $F^-$).

¿Cómo se define el enlace covalente y cómo se clasifica en polar, apolar y coordinado?

Se forma cuando átomos no metales comparten electrones. Es polar si sus átomos tienen diferente tendencia al octeto; apolar si son de la misma especie, comparten e igualan sus cargas eléctricas; y coordinado si uno solo de los átomos aporta el par electrónico.

¿Qué es la unión por puente de hidrógeno y cómo interviene el dipolo?

Es una interacción intermolecular entre moléculas covalentes polares cuando el hidrógeno está unido a un elemento muy electronegativo (como Flúor u Oxígeno). La diferencia de electronegatividad genera un dipolo donde la zona positiva ($\delta^+$) del hidrógeno atrae a la zona negativa ($\delta^-$) del elemento electronegativo.