La configuració electrònica
El neó d'un cartell lluminós no reacciona amb res; el sodi de la sal, en canvi, és tan reactiu que crema en contacte amb l'aigua. La diferència no és al nucli: és en com tenen col·locats els electrons al voltant d'ell.
Nivells, subnivells i orbitals
En escalfar diferents sals en una flama, el sodi emet una intensa llum groga i el coure una llum verda brillant, desprenent només colors exactes en lloc d'un arc de Sant Martí continu: per què els electrons de cada àtom només poden intercanviar paquets fixos d'energia i no qualsevol quantitat?
El Sol està fet sobretot d'hidrogen ($Z = 1$) i els globus que suren a les fires s'omplen amb heli ($Z = 2$). Escriu la configuració electrònica de cada element i indica…
El Sol està fet sobretot d'hidrogen ($Z = 1$) i els globus que suren a les fires s'omplen amb heli ($Z = 2$). Escriu la configuració electrònica de cada element i indica en quin subnivell es troben els seus electrons.
En el model de Bohr, els electrons seguien òrbites exactes al voltant del nucli, com els planetes al voltant del Sol. Avui el model quàntic parla d'orbitals. La figura…
En el model de Bohr, els electrons seguien òrbites exactes al voltant del nucli, com els planetes al voltant del Sol. Avui el model quàntic parla d'orbitals. La figura compara els dos models.
Explica amb les teves paraules què és un orbital i en què es diferencia d'una òrbita del model de Bohr.
El diagrama d'energia i l'ordre d'ompliment
Els electrons no omplen els subnivells en l'ordre «1s, després 2s, després 2p, després 3s, després 3p, després 3d...». A partir del nivell $3$, el subnivell $4s$ té menys energia que el $3d$, de manera que s'omple abans.
Cada orbital pot allotjar com a màxim $2$ electrons. Un subnivell $s$ té un únic orbital i un subnivell $p$ té $3$ orbitals, com es mostra a la figura. Calcula quants…
Cada orbital pot allotjar com a màxim $2$ electrons. Un subnivell $s$ té un únic orbital i un subnivell $p$ té $3$ orbitals, com es mostra a la figura.
Calcula quants electrons caben com a màxim en un subnivell $s$ i quants en un subnivell $p$.
El clor ($Z = 17$) s'utilitza per desinfectar l'aigua de les piscines. a) Escriu la seva configuració electrònica. b) Indica quants electrons de valència té i quants li…
El clor ($Z = 17$) s'utilitza per desinfectar l'aigua de les piscines.
- a) Escriu la seva configuració electrònica.
- b) Indica quants electrons de valència té i quants li falten per completar el seu últim nivell.
Escriure la configuració electrònica
Mou el control lliscant d'electrons de l'interactiu i comprova que, quan coincideix amb els protons, l'àtom és neutre: aquests electrons són els que cal repartir en subnivells.
Entre els dos vidres de moltes finestres de doble vidre es tanca argó ($Z = 18$), un gas que pràcticament no reacciona amb res. a) Escriu la seva configuració…
Entre els dos vidres de moltes finestres de doble vidre es tanca argó ($Z = 18$), un gas que pràcticament no reacciona amb res.
- a) Escriu la seva configuració electrònica.
- b) Explica, observant el seu últim nivell, per què l'argó és tan poc reactiu.
El potassi ($Z = 19$) dels plàtans té un electró més que l'argó. Segons el diagrama de Moeller, quan el subnivell $3p$ està ple es comença a ocupar el $4s$, que té menys…
El potassi ($Z = 19$) dels plàtans té un electró més que l'argó. Segons el diagrama de Moeller, quan el subnivell $3p$ està ple es comença a ocupar el $4s$, que té menys energia que el $3d$, com es mostra a la figura.
- a) Escriu la configuració electrònica del potassi.
- b) Indica en quin subnivell es troba el seu electró de valència.
En l'electrònica de mòbils i ordinadors s'utilitza una ceràmica molt resistent a la calor, el nitrur d'alumini, format per ions $\text{Al}^{3+}$ i ions $\text{N}^{3-}$…
En l'electrònica de mòbils i ordinadors s'utilitza una ceràmica molt resistent a la calor, el nitrur d'alumini, format per ions $\text{Al}^{3+}$ i ions $\text{N}^{3-}$ ($Z$: Al = 13, N = 7), com es mostra a la figura.
- a) Escriu la configuració electrònica de cadascun dels dos ions.
- b) Comprova que tots dos tenen el mateix nombre d'electrons (es diu que són isoelectrònics).
- c) Explica per què, tenint els mateixos electrons, un té càrrega $3+$ i l'altre càrrega $3-$ (pensa en els protons de cada nucli).
Electrons de valència
El calci ($Z = 20$) és el mineral dels ossos i dels esculls de corall. a) Escriu la seva configuració electrònica. b) Quants electrons de valència té?
El calci ($Z = 20$) és el mineral dels ossos i dels esculls de corall.
- a) Escriu la seva configuració electrònica.
- b) Quants electrons de valència té?
La configuració electrònica d'un element acaba en $3p^5$. a) Escriu la seva configuració completa i dedueix el seu nombre atòmic. b) Quants electrons li falten per…
La configuració electrònica d'un element acaba en $3p^5$.
- a) Escriu la seva configuració completa i dedueix el seu nombre atòmic.
- b) Quants electrons li falten per completar el nivell $3$ (inclosos els seus orbitals $3d$)?
- c) Prediu l'ió més probable que formarà aquest element i escriu la configuració d'aquest ió.
Alguns antiàcids de farmàcia contenen òxid de magnesi, $\text{MgO}$, format per ions $\text{Mg}^{2+}$ i ions $\text{O}^{2-}$ ($Z$: Mg = 12, O = 8). a) Escriu la…
Alguns antiàcids de farmàcia contenen òxid de magnesi, $\text{MgO}$, format per ions $\text{Mg}^{2+}$ i ions $\text{O}^{2-}$ ($Z$: Mg = 12, O = 8).
- a) Escriu la configuració electrònica de cada ió.
- b) Comprova que els dos ions tenen el mateix nombre d'electrons.
- c) A partir de les configuracions dels àtoms neutres, explica per què al magnesi li «convé» perdre $2$ electrons i a l'oxigen guanyar-ne $2$.
De l'enllaç a les propietats de les substàncies
| Substància | Estructura | Propietat explicada |
|---|---|---|
| NaCl | Xarxa d'ions | No condueix sòlid; fos o dissolt sí, perquè els ions es poden moure. |
| Coure | Xarxa metàl·lica | Els seus electrons mòbils condueixen l'electricitat. |
| Diamant | Xarxa covalent | Molt dur: enllaços forts en totes les direccions. |
| Aigua | Molècules | Canvia d'estat vencent les forces entre molècules. |
No totes les sals són solubles en aigua. Una substància molecular també pot formar ions en dissoldre's, com l'HCl. Per investigar la conductivitat, fes servir dades o un muntatge escolar de baixa tensió supervisat; mai la xarxa domèstica.
L'esquema relaciona les idees principals:
Torna al principi: el neó ($Z = 10$) té la seva última capa completa amb 8 electrons de valència ($2s^2\ 2p^6$), cosa que li confereix una estabilitat química insuperable; en canvi, el sodi ($Z = 11$, acabat en $3s^1$) té un únic electró de valència molt exposat que cedeix violentament en contacte amb l'aigua.