Flashcards: Estructura de la matèria

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Equació de Planck: quina és i què vol dir cada símbol?

   $E = h\,\nu$: energia d'un fotó de freqüència $\nu$. La constant de Planck val $h = 6{,}63\cdot 10^{-34}\ \mathrm{J\cdot s}$.

2. 2. Per què un electró d'un àtom només absorbeix o emet fotons d'unes energies concretes?

   Perquè només pot ocupar nivells d'energia permesos: l'energia del fotó ha de correspondre al salt entre dos d'aquests nivells.

3. 3. Quina equivalència hi ha entre l'electró-volt i el joule?

   $1\ \mathrm{eV} = 1{,}6\cdot 10^{-19}\ \mathrm{J}$. L'electró-volt serveix per expressar energies tan petites com les dels electrons d'un àtom.

4. 4. En quin ordre s'omplen els subnivells (principi d'energia mínima)?

   De menys a més energia: $1s,\ 2s,\ 2p,\ 3s,\ 3p,\ 4s,\ 3d$…

5. 5. Quants electrons caben com a màxim en un subnivell s, p, d i f?

   s: 2; p: 6; d: 10; f: 14. És el doble del nombre d'orbitals de cada subnivell (1, 3, 5 i 7).

6. 6. Error típic: on van els últims electrons del ferro ($Z = 26$)?

   El 4s s'omple abans que el 3d: el ferro és $\mathrm{[Ar]}\,4s^2\,3d^6$, no pas $\mathrm{[Ar]}\,3d^8$.

7. 7. Què indica el nombre quàntic principal $n$?

   El nivell d'energia (1, 2, 3…). Com més gran és, més lluny del nucli és l'electró i més energia té.

8. 8. Què indica el nombre quàntic secundari $l$ i quins valors pren?

   El subnivell, és a dir, la forma de l'orbital: $l = 0$ (s), 1 (p), 2 (d), 3 (f). Pren valors de 0 a $n-1$.

9. 9. Nombre quàntic magnètic $m$: de què informa i entre quins valors va?

   L'orientació de l'orbital. Pren els valors enters de $-l$ a $+l$: per a $l = 1$, $m = -1, 0, +1$ (tres orbitals p).

10. 10. Què diu el principi d'exclusió de Pauli?

    Dos electrons d'un mateix àtom no poden tenir els quatre nombres quàntics iguals. Per això en cada orbital hi caben com a màxim dos electrons, amb spin oposat.

11. 11. Què diu la regla de Hund?

    En un subnivell amb diversos orbitals de la mateixa energia, els electrons hi entren d'un en un i amb el mateix spin; només s'aparellen quan tots els orbitals ja en tenen un.

12. 12. Quants electrons desaparellats té el nitrogen ($1s^2\,2s^2\,2p^3$)?

    Tres. Per la regla de Hund, cada electró 2p ocupa un orbital diferent, tots amb el mateix spin.

13. 13. Com trobes el període d'un element a partir de la seva configuració?

    El període és el nombre de la darrera capa amb electrons, el valor de $n$ més alt de la configuració. Si acaba en $3s^2\,3p^5$, és del període 3.

14. 14. Què tenen en comú els elements d'un mateix grup?

    La mateixa configuració de la capa de valència. Com que les propietats químiques depenen sobretot dels electrons de valència, es comporten de manera semblant.

15. 15. Error típic: per trobar el grup d'un element del bloc p, compto només els electrons p?

    No: hi has de sumar els s de la mateixa capa. $3s^2\,3p^3$ té $2 + 3 = 5$ electrons de valència, que al bloc p és el grup 15.

16. 16. Quins són els blocs de la taula periòdica i què els defineix?

    El darrer subnivell que s'omple. Bloc s: grups 1 i 2. Bloc p: grups 13 a 18. Bloc d: metalls de transició. Bloc f: lantànids i actínids.

17. 17. Com dedueixes quin ió tendeix a formar un element del grup 16?

    Té 6 electrons de valència i li'n falten 2 per completar l'octet: tendeix a guanyar-ne 2 i formar ions com $\mathrm{O^{2-}}$ o $\mathrm{S^{2-}}$.

18. 18. Error típic: quins electrons perd primer un àtom quan forma un catió?

    Els de la darrera capa (la de $n$ més alt), no els del darrer subnivell omplert. El ferro perd els 4s abans que els 3d: $\mathrm{Fe^{2+}}$ és $\mathrm{[Ar]}\,3d^6$.

19. 19. Com varia el radi atòmic al llarg d'un període i per què?

    Disminueix cap a la dreta: augmenta la càrrega nuclear sense afegir capes noves, el nucli atrau més fort els electrons i l'àtom s'encongeix.

20. 20. Per què els àtoms es fan més grans en baixar per un grup?

    Perquè cada període afegeix una capa nova: els electrons externs queden més lluny del nucli i l'àtom és més gran.

21. 21. Què és l'energia d'ionització?

    L'energia necessària per arrencar un electró a un àtom en estat gasós. Augmenta cap a la dreta i cap amunt de la taula.

22. 22. Per què l'energia d'ionització disminueix en baixar dins d'un grup?

    Perquè s'afegeixen capes: els electrons externs són més lluny del nucli, hi estan menys retinguts i costa menys arrencar-los.

23. 23. Què és l'electronegativitat i com varia a la taula?

    La tendència d'un àtom a atraure cap a ell els electrons d'un enllaç. Augmenta cap a la dreta i cap amunt; el fluor és l'element més electronegatiu.

24. 24. Com s'ha de justificar una tendència periòdica a la PAU?

    Amb el model: la càrrega nuclear (efectiva) que atrau els electrons externs i el nombre de capes que els allunya. Dir «és més a la dreta» només situa l'element, no justifica res.