Relaciono los elementos vinculantes y respondo: Niveles cuánticos de energía / Subniveles cuánticos de energía / Los orbitales de energía ↔ (Px, Py, Pz, d1, d2 ... / s, p, d, f / 1,2,3,4,5,6) y ¿A qué modelo atómico corresponde este tipo de representación electrónica?

Niveles 1,2,3,4,5,6; Subniveles s,p,d,f; Orbitales p_x,p_y,p_z,d_1,d_2; Modelo: cuántico (Schrödinger)

Libro de Química 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Modelos atómicos: niveles, subniveles y orbitales de energía

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Respuesta rápida

4.a: niveles → 1,2,3,4,5,6; subniveles → s,p,d,f; orbitales → px,py,pz,d1,d2. 4.b: modelo cuántico de Schrödinger. 5: modelo de Bohr; núcleo con protones/neutrones y electrones en órbitas de energía cuantizada. 6: tabla de semejanzas y diferencias completada (Bohr añade la cuantización de las órbitas).

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Solución — Página 35

Quimica 1° · 2024

Ejercicio 4

Relacionar los elementos vinculantes con la notación correspondiente y responder a qué modelo atómico corresponde la representación electrónica.

Parte 4.a

Relación de pares

Los niveles cuánticos de energía se identifican con el número cuántico principal $n$ , que toma valores enteros: $n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, \dots$
Los subniveles cuánticos de energía se identifican con el número cuántico azimutal o de momento angular $l$ , que adopta las letras $s, p, d, f$ (es decir, $l = 0, 1, 2, 3$ ).
Los orbitales de energía se designan por el número cuántico magnético $m_l$ , que distingue las orientaciones espaciales de cada subnivel: $p_x, p_y, p_z, d_1, d_2, \dots$

Respuesta

Niveles cuánticos de energía → $1,2,3,4,5,6$ ; Subniveles cuánticos de energía → $s, p, d, f$ ; Orbitales de energía → $p_x, p_y, p_z, d_1, d_2, \dots$

Parte 4.b

¿A qué modelo atómico corresponde esta representación electrónica?

La notación por niveles ( $n$ ), subniveles ( $s, p, d, f$ ) y orbitales con orientación espacial describe la disposición de los electrones en "nubes" de probabilidad, no en pistas fijas.
Este tratamiento nace de la solución de la ecuación de onda de Schrödinger para el átomo de hidrógeno y de los trabajos de Sommerfeld, que añadió los subniveles elípticos al modelo de Bohr.
Por tanto corresponde al modelo atómico cuántico (mecanocuántico o de Schrödinger), heredero del modelo de Bohr.

Respuesta

Modelo atómico cuántico (mecanocuántico), también llamado modelo de Schrödinger o de la mecánica cuántica.

Ejercicio 5

Observar la imagen y deducir a qué modelo atómico corresponde; describir algunos postulados de este modelo.

La imagen muestra un núcleo pequeño que contiene protones (rojos) y neutrones (azules), y electrones (verdes) que giran en órbitas cerradas alrededor de ese núcleo, con la leyenda "Núcleo, Electrón, Neutrón, Protón, Órbita".
La idea de electrones que describen trayectorias u órbitas fijas alrededor de un núcleo compacto es característica del modelo atómico de Bohr (modelo planetario).
Postulados: (i) el átomo tiene un núcleo pequeño, denso y positivo (en la versión de Rutherford-Bohr con protones y neutrones) en torno al cual giran los electrones; (ii) los electrones ocupan órbitas o niveles de energía permitidos, sin irradiar energía en ellos; (iii) cada nivel tiene una energía definida, mayor cuanto más alejado del núcleo; (iv) el electrón puede saltar de un nivel a otro absorbiendo o emitiendo un cuanto de energía $\Delta E = h\nu$ ; (v) el átomo es en su mayor parte espacio vacío.

Respuesta

Corresponden al modelo atómico de Bohr (modelo planetario), cuyos postulados son: núcleo con protones y neutrones, electrones en órbitas de energía fija y cuantizada, saltos entre niveles con absorción o emisión de energía $\Delta E = h\nu$ , y átomo mayoritariamente vacío.

Ejercicio 6

Analizar los postulados de la teoría de Bohr con las teorías de Demócrito, Dalton, Thomson y Rutherford, completando la tabla de semejanzas y diferencias.

Criterio	Semejanzas con Bohr	Diferencias con Bohr
Demócrito	Ambos afirman que la materia está formada por partículas indivisibles (el átomo) y que el átomo tiene estructura interna con un centro.	Demócrito no conocía electrones, protones ni neutrones; su átomo era indivisible, eterno y sin carga, sin órbitas ni niveles de energía.
Dalton	Ambos consideran al átomo como la unidad constitutiva de la materia y le atribuyen una masa característica.	Dalton postula un átomo indivisible y homogéneo, sin estructura ni partes internas; Bohr lo divide en núcleo y electrones en niveles de energía.
Thomson	Ambos aceptan la existencia de electrones dentro del átomo y un átomo con carga neta cero (electrones en el interior).	Thomson ubica los electrones embebidos en una "sopa" esférica positiva (modelo del budín de pasas) y no propone órbitas ni niveles de energía; Bohr concentra la carga positiva en el núcleo y los electrones giran en órbitas cuantizadas.
Rutherford	Ambos comparten el núcleo central con carga positiva, los electrones en movimiento alrededor y el átomo mayoritariamente vacío; Bohr retoma directamente su modelo.	Rutherford no explica la estabilidad del átomo ni los espectros de líneas, y sus órbitas continuas permitirían que el electrón radie energía; Bohr cuantiza las órbitas, prohíbe irradiar en ellas y explica los saltos $\Delta E = h\nu$ .

Respuesta

Tabla completada; la aportación específica de Bohr frente a todos los modelos anteriores es la cuantización de los niveles de energía de los electrones, que permite explicar la estabilidad del átomo y sus espectros.

Contenido de la página

4. Relaciono los elementos vinculantes y respondo:

Niveles cuánticos de energía ↔ 1,2,3,4,5,6
Subniveles cuánticos de energía ↔ s, p, d, f
Los orbitales de energía ↔ pₓ, pᵧ, $p_z$ , d₁, d₂ ...

¿A qué modelo atómico corresponde este tipo de representación electrónica?

5. Observo la imagen y deduzco a qué modelo atómico corresponde. Describo algunos postulados de este modelo.

(Imagen: átomo con núcleo de protones y neutrones y electrones en órbitas; leyenda Núcleo, Electrón, Neutrón, Protón, Órbita)

6. Analizo los postulados de la teoría de Bohr con las teorías atómicas de Demócrito, Dalton, Thompson y Rutherford. Completo la siguiente tabla con las semejanzas y diferencias.

Semejanzas	Diferencias

Ejemplos resueltos

¿Cómo se relaciona la notación $2p_z$ con la estructura de niveles del átomo?

El número 2 indica el nivel cuántico principal, n = 2. 2. La letra p indica el subnivel, con l = 1. 3. El subíndice z indica el orbital con orientación en el eje z, $m_l$ = 0 para $p_z$ entre las tres orientaciones. Por tanto, $2p_z$ es un orbital de nivel 2, subnivel p, orientación z.

Tabla

Criterio	Semejanzas con Bohr	Diferencias con Bohr
Demócrito	Materia formada por partículas indivisibles con un centro	Sin conocimiento de electrones, carga ni niveles de energía
Dalton	El átomo es la unidad constitutiva de la materia con masa propia	Átomo indivisible y homogéneo, sin núcleo ni electrones
Thomson	Contiene electrones y el átomo tiene carga neta cero	Electrones embebidos en una esfera positiva; sin órbitas ni cuantización
Rutherford	Núcleo positivo central, electrones en movimiento, átomo vacío	No explica estabilidad ni espectros; Bohr cuantiza las órbitas

Niveles cuánticos de energía	Subniveles cuánticos de energía	Los orbitales de energía
1,2,3,4,5,6	s, p, d, f	$p_x$ , $p_y$ , $p_z$ , $d_1$ , $d_2$ ...

Diagrama

flowchart LR
  A[Niveles de energía n = 1,2,3,4,5,6] --> B[Subniveles s, p, d, f]
  B --> C[Orbitales px, py, pz, d1, d2 ...]
  C --> D[Modelo atómico cuántico de Schrödinger]

Fórmulas y ecuaciones

$\Delta$ E = $E_{n_2}$ - $E_{n_1}$ = $h\nu$

n = 1, 2, 3, $\dots;\quad$ l = s, p, d, f

n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, $\dots$

l = 0, 1, 2, 3 $\$ ; (s, p, d, f)

$\Delta$ E = $h\nu$

$m_l$ = -l, $\dots$ , 0, $\dots$ , +l

Glosario (5)

Nivel cuántico: Cada uno de los estados de energía permitidos para un electrón en el átomo, identificados por el número cuántico principal n = 1, 2, 3, ...
Subnivel cuántico: División de un nivel de energía según la forma del orbital, designada por las letras s, p, d y f (número cuántico azimutal l).
Orbital atómico: Región del espacio con alta probabilidad de encontrar un electrón, identificada por los números cuánticos n, l y m_l (por ejemplo p_x, p_y, p_z).
Cuantización: Propiedad de una magnitud de tomar solo valores discretos y determinados, como la energía de los niveles electrónicos.
Modelo planetario: Representación del átomo en la que los electrones giran alrededor de un núcleo central, como los planetas alrededor del Sol.

Preguntas para practicar

¿A qué modelo atómico corresponde la representación electrónica por niveles, subniveles y orbitales?

Corresponde al modelo atómico cuántico (mecanocuántico o de Schrödinger), heredero del modelo de Bohr-Sommerfeld, en el que los electrones se describen por niveles n, subniveles s, p, d, f y orbitales con orientación espacial, no por trayectorias fijas.

Describe algunos postulados del modelo atómico que muestra la imagen.

Corresponde al modelo de Bohr: el átomo tiene un núcleo con protones y neutrones; los electrones giran en órbitas permitidas de energía fija y cuantizada; para cambiar de nivel absorben o emiten ΔE = hν; el átomo es mayoritariamente espacio vacío.

Temas y conceptos clave

Niveles, subniveles y orbitales de energíaModelo atómico cuánticoModelo atómico de BohrComparación de teorías atómicasnúmero cuántico principal (n)número cuántico azimutal (l)número cuántico magnético (m_l)orbitales s, p, d, fcuantización de la energíapostulados de Bohrmodelo planetario

Fuentes y referencias

https://h9.cl/j3l9c

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Figuras de la página (3)

Seis recuadros que se deben relacionar: a la izquierda niveles, subniveles y orbitales de energía; a la derecha sus notaciones 1,2,3,4,5,6; s,p,d,f; y px,py,pz,d1,d2. — Figura 1 image

Esquema de un átomo con núcleo rojo-azul (protones y neutrones) y electrones verdes en órbitas elípticas; leyenda con Núcleo, Electrón, Neutrón, Protón y Órbita. Crédito de imagen: https://h9.cl/j3l9c — Figura 2 image

Tabla vacía de dos columnas con encabezados Semejanzas y Diferencias para comparar la teoría de Bohr con las de Demócrito, Dalton, Thomson y Rutherford. — Figura 3 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué diferencian los niveles, subniveles y orbitales de energía?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cuáles son los postulados del modelo atómico de Bohr?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿En qué se diferencia el modelo de Bohr del modelo de Rutherford?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Estructura del átomo: núcleo, protones, neutrones y electrones
• Concepto de energía y niveles de energía
• Modelos atómicos de Dalton, Thomson y Rutherford
• Notación de configuración electrónica básica

Siguiente tema sugerido

Configuración electrónica de los elementos y principio de exclusión de Pauli

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Relaciono los elementos vinculantes y respondo:

Niveles cuánticos de energía Px, Py, Pz, d1, d2 ... Subniveles cuánticos de energía s, p, d, f Los orbitales de energia 1,2,3,4.5,6.

¿A qué modelo atómico corresponde este tipo de representación electrónica?

Observo la imagen y deduzco a qué modelo atómico corresponde. Describo algunos postulados de este modelo.

( >) 0] O Núcleo O @ Electrón a Neutrón [0] Protón Órbita pre O ee

Analizo los postulados de la teoría de Bohr con las teorías atómicas de Demócrito, Dalton, Thompson y Rutherford. Completo la siguiente tabla con las semejanzas y diferencias..

Semejanzas Diferencias

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