Egitura atomikoa eta elementuen taula periodikoa eztabaidatzen dituzten galdera-adibideak
Pendahuluan
Egitura atomikoa eta elementuen taula periodikoa kimikako oinarrizko kontzeptuak dira, elementu desberdinen propietateak eta portaera ulertzeko oinarria direnak. Artikulu honetan, egitura atomikoarekin eta elementuen taula periodikoarekin lotutako arazoen adibideak aztertuko ditugu, baita xehetasunez aztertuko ere.
Egitura atomikoa
1. galderaren adibidea: Konfigurazio elektronikoa
Galdera: Zehaztu 20 zenbaki atomikoa duen kaltzio (Ca) atomoaren konfigurazio elektronikoa.
Eztabaida:
Kaltzioak 20 zenbaki atomikoa du, hau da, 20 elektroi ditu. Bere konfigurazio elektronikoa zehazteko, elektroiak Aufbau printzipioaren arabera banatu behar ditugu, zeinak orbitalak energia-maila baxuenetik energia-maila gorenera betetzen dituen.
1. 1s^2 (2 elektroi)
2. 2s^2 (2 elektroi)
3. 2p^6 (6 elektroi)
4. 3s^2 (2 elektroi)
5. 3p^6 (6 elektroi)
6. 4s^2 (2 elektroi)
Beraz, kaltzioaren (Ca) konfigurazio elektronikoa hau da: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2.
2. galderaren adibidea: Zenbaki kuantikoak
Galdera: Zehaztu 8 zenbaki atomikoa duen oxigeno atomoaren (O) azken elektroiaren zenbaki kuantikoa.
Eztabaida:
Oxigenoak 8 zenbaki atomikoa du, beraz, bere konfigurazio elektronikoa hau da:
1s^2 2s^2 2p^4
Oxigenoaren azken elektroia 2p orbitalean dago. Elektroi honen zenbaki kuantikoa zehaztu behar dugu:
– Zenbaki kuantiko nagusia (n): 2 (bigarren geruzan dagoelako)
– Zenbaki kuantiko azimutala (l): 1 (p orbitalari esker)
– Zenbaki kuantiko magnetikoa (m_l): -1, 0, +1 (p orbitak hiru orientazio izan ditzake)
– Spin kuantuaren zenbakia (m_s): +1/2 edo -1/2 (elektroiek bi spin orientazio izan ditzakete)
2p^4-ko azken elektroiarentzat, elektroiak Hund-en arauaren arabera beteta daude, beraz, m_l orientazioetako bat hartuko dute. Adibidez, m_l = 0 orientaziorako, zenbaki kuantikoak hauek dira:
– n = 2
– l = 1
– m_l = 0
– m_s = +1/2 edo -1/2 (elektroiaren spinaren arabera)
Elementuen Taula Periodikoa
3. galderaren adibidea: Elementuen propietate periodikoak
Galdera: Konparatu sodio (Na) atomoen tamaina kloroarekin (Cl) eta eman tamaina-aldearen arrazoia.
Eztabaida:
Sodioa eta kloroa periodo berean daude (3. periodoa) baina talde desberdinetan:
– Na 1. taldean dago
– Cl 17. taldean dago
Tamaina atomikoa (erradio atomikoa) ezkerretik eskuinera gutxitzen da periodo batean zehar, karga nuklearraren igoerak (protoi gehiago) geruza bereko elektroien gaineko erakarpen handiagoa eragiten duelako. Horrek elektroi-geruzak nukleora hurbiltzea eragiten du.
Beraz, sodio (Na) atomo baten tamaina kloroarena (Cl) baino handiagoa da, Na periodoan lehenago kokatuta dagoelako. Beste era batera esanda, Na-ren balentzia-elektroiak Cl-renak baino tartekatuago daude, beraz, Na-k erradio atomiko handiagoa du.
4. galderaren adibidea: Oxidazio zenbakia
Galdera: Zehaztu H2SO4-ko sufre elementuaren oxidazio-zenbakia.
Eztabaida:
Azido sulfurikoan (H₂SO₄) dagoen sufrearen oxidazio-zenbakia zehazteko, oxidazio-zenbakiak zehazteko arau hauek jarraitzen ditugu:
Hidrogenoak (H) normalean +1 oxidazio-zenbakia du.
Oxigenoak (O) normalean -2 oxidazio-zenbakia du.
Demagun H₂SO₄-n sufrearen oxidazio-zenbakia x dela. Orduan, arau honen arabera, molekula bateko oxidazio-zenbakien kopuru osoa molekularen karga osoaren berdina izan behar da (hau da, neutroa 0 da):
Zenbatekoa:
2(H) + 1(S) + 4(O) = 2(+1) + x + 4(-2) = 2 + x – 8 = 0
X kalkulatzen:
2 + x – 8 = 0
x – 6 = 0
x = +6
Beraz, H₂SO₄-ko sufrearen (S) oxidazio-zenbakia +6 da.
Erreaktibotasun Kimikoa
5. galderaren adibidea: Erreaktibotasuna
Galdera: Zergatik da fluorra (F) kloroa (Cl) baino erreaktiboagoa?
Eztabaida:
Halogenoen (17. taldea) erreaktibotasuna gutxitzeko joera du zenbaki atomikoa handitzen den heinean. Fluorra kloroa baino erreaktiboagoa da egitura atomikoarekin lotutako hainbat arrazoirengatik:
1. Ionizazio-energia:
Fluorrak kloroak baino ionizazio-energia handiagoa du, hau da, fluor atomoek errazagoa dute beste atomo batzuetako elektroiak erakartzea.
2. Elektroi-afinitatea:
Fluorrak afinitate elektroniko handia du, hau da, kloroak baino errazago irabazten ditu elektroiak.
3. Tamaina atomikoa:
Fluorrak kloroak baino atomo-tamaina txikiagoa du. Fluorraren balentzia-elektroiak nukleotik gertuago daude, beraz, elektroi berriekiko erakarpen elektrostatikoa handiagoa da.
Beraz, hiru faktore hauek batera handitzen dute fluorra beste substantziekin elkarreragiteko gaitasuna, kloroa baino erreaktiboagoa bihurtuz.
Ondorioa
Kimikan funtsezkoa da elementuen egitura atomikoa eta taula periodikoa ulertzea. Artikulu honetan, hainbat adibide-problema landu ditugu azalpen zehatzekin batera. Horien artean daude konfigurazio elektronikoak, zenbaki kuantikoak, elementuen propietate periodikoak, oxidazio-zenbakiak eta erreaktibotasun kimikoa. Kontzeptu hauek ondo ulertuta, hobeto uler ditzakegu unibertsoko elementu desberdinen propietateak eta portaera.
