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ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
64

Fig 1semB

Jul 12, 2016

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Kevin Celis

QUIMICA UNORGANICA
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Page 1: Fig 1semB

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Page 2: Fig 1semB

1 nm = 10 Aº

λ en nm 750 700 650 600 550 500 450 400 350

Page 3: Fig 1semB

Espectroscopía atómica

Técnica (Espectroscopía de …) Excitación Relajación

absorción atómica UV-vis Calor

emisión atómica Calor UV-vis

fluorescencia atómica UV-vis UV-vis

rayos X Rayos X Rayos X

Espectroscopía molecular

Técnica (Espectroscopía de …) Radiación electromagnética

resonancia magnética nuclear Radiofrecuencias

microondas Microondas

infrarroja Infrarrojo

ultravioleta-visible Ultravioleta-visible

fluorescencia ultravioleta-visible Ultravioleta-visible

Page 4: Fig 1semB
Page 5: Fig 1semB

Tensión Flexión

Modos normales de Vibración

Para el agua, las frecuencias en 1012 Hz-1: עsim= 105; עasim= 103; δ = 50Los valores dependen de las masas de los átomos y de la fuerza de los enlaces

simעasimע δ

Espectro IR del agua líquida

El # de modos normales vibracionales de toda molécula no lineal es 3n–6, n es el # de átomosde la molécula. (Para moléculas lineales el # de modos normales es 3n–5.)

Page 6: Fig 1semB

estiramiento simétrico (νs); estiramiento asimétrico (νas); scissoring o tijereteo (δ); wagging o aleteo (ω); rocking o balanceo (ρ); twisting o torsión (τ)

Page 7: Fig 1semB

Espectro rovibracional (IR) para el HCl gaseoso

Cuando la concentración aumenta los picos tienden a ensancharse y a fusionarse. Igualmente en gases más complejos o especies en fases condensadas (líquidos y sólidos)

Page 8: Fig 1semB

PRISMA DE VIDRIO

Espectro de Emisión

Espectro de Emisión

Descomposición del hazvía refracción

Espectroscopía de Emisión

Medio aire

Medio vidrio

Page 9: Fig 1semB

ESPECTRO DE EMISIÓN

ESPECTRO DE ABSORCIÓN

Page 10: Fig 1semB

Haciendo uso de una rejilla de difracción: nλ = bsenθ

Espectro de emisión del 11H

Page 11: Fig 1semB

ESTADO BASAL DEL Li

DIAGRAMA DE ESTADOS

ENERGÉTICOS DEL Li

ESTADOS ENERGÉTICOS

DEL HIDRÓGENO

Li(Z=3): 1s22s1

Page 12: Fig 1semB

Presencia de señales atómicas de potasio, litio, sodio y calcio, también hay señales moleculares de óxido de calcio.

Page 13: Fig 1semB

ESPECTRO DE

EMISIÓN DE UNA

ALEACIÓN DE ALUMINIO

5052

Angstroms

Page 14: Fig 1semB

Espectro de emisión de una aleación de Al 5052 (rojo) sobre el que se superpone las líneas de emisión atómica de una referencia de cromo (azul).

Angstroms

Page 15: Fig 1semB

Cada término espectroscópico que define un estado (en ausencia de campo magnético), se denota alfanuméricamente, así: 2S+1 LJS es el momento angular (o cinético) total de espín, se obtiene en base

al valor máximo de ms. Teniendo el valor de S, sus componentes MS van desde +S hasta –S, disminuyendo de 1 en 1. Si S=1, sus componentes MS son: MS = +1, MS = 0, MS= –1.2S+1, es la llamada multiplicidad. Si S=1, multiplicidad es 2S+1= 2x1+1= 3.L es el momento angular (o cinético) total orbital, se obtiene en base al valor máximo de ml. Teniendo el valor de L, los componentes ML van desde +L hasta –L, disminuyendo de 1 en 1. Si L=2, los componentes ML son: ML = +2, ML = +1, ML = 0, ML = –1, ML = –2.La letra que se usará en vez de L, en la notación espectroscópica, para cada valor de L, es como sigue:

Si L es : 0 1 2 3 4 5 6 7 L será: S P D F G H I K

J es el momento angular (o cinético) total o resultante, del átomo o ión, se llama acoplamiento Russell-Saunders o acoplamiento LS (espín-orbital). Esta interacción (L+S) generan los valores posibles de J serán:

L + S; L + S – 1; L + S – 2;…; |L – S|

Page 16: Fig 1semB

Reglas de Russell-Saunders

1) Cuando se tienen orbitales llenos de cualquier nivel o subnivel, contribuyen con “cero” al acoplamiento LS; o sea que corresponde al término espectroscó- pico 1S0

2) Cuando se tiene un orbital parcialmente lleno, se tienen varias formas de asignar valores de ml y ms a sus electrones y por ende diferentes términos espectroscópicos, que corresponden a diferentes estados (o microestados). Nota.-El número de estados o microestados matemáticamente factibles es igual a n!/[(e!)(h!)]. Para la configuración electrónica 2p2, en este caso en el subnivel 2p: n es 6 (el máximo valor del número de electrones en el subnivel p), e es el número de electrones en la configuración, por lo tanto es 2, h es el número de huecos o vacantes, siendo en dicha configuración, 6 – 2= 4, Por esto: El número de estados = 6!/[(2!)(4!) = 6x5x4x3x2x1/[(2x1)x(4x3x2x1)] = 15

3) Los estados se nombran de acuerdo a las multiplicidades del espín atómico: 1S singlete S 2P duplete P 3P triplete P

Page 17: Fig 1semB

Energías de los términos espectroscópicos correspondientes a los sistemas atómicos o iones

Reglas de Hund.- Sirven para hallar las energías relativas entre los estadosposibles definidos por los términos espectroscópicos, que corresponden a determinadas configuraciones electrónicas.

a) El término espectroscópico más estable es aquel que tiene la máxima multiplicidad.

Ejemplo: Para la configuración electrónica np2:, se tienen los estados (términos espectroscópicos) posibles: 1D2; 3P2; 3P1; 3P0 ;

1S0 de aquí: 1D; 3P; 1S

de lo cual de mayor a menor estabilidad : 3P > 1S = 1D

b) Si los términos espectroscópicos tienen la misma multiplicidad, aquel que tiene el mayor valor de L será el más estable.

Para la configuración electrónica np2: 1D es el más estable que 1S

1S 1D

3P

1S

3P

1D

Page 18: Fig 1semB

c) Si los términos espectroscópicos tienen la misma multiplicidad, e igual valor de L, el estado más estable depende del valor de J:

c.1. Si en el subnivel, el número de electrones es menos de semiocu- pado, los estados con menor J son los más estables.

Ejemplo: En la configuración np2, para el subnivel p el máximo número de electrones es 6, por lo tanto si hay 2, está menos de semiocupado.

Entre: 3P2, 3P1 y 3P0; de más estable a menos estable: 3P0 >

3P1 > 3P2

c.2. Si el subnivel esta semiocupado ó más que semiocupado de electrones, los estados con valores mayores de J, son más estables.

Ejemplo: para np4, donde 4 > 3, mayor que semiocupado. Si tuviéramos los estados (términos espectroscópicos): 3P2 , 3P1 , 3P0 ; de más estable a menos estable: 3P2 >

3P1 > 3P0

3P0

3P1

3P2

3P2

3P1

3P0

Page 19: Fig 1semB

+1

0

-1

∑ml 1

∑ms ½

Ejemplo: Para el B(Z=5) es 1s22s22p1 el subnivel incompleto es 2p1

El número de estados o microestados matemáticamente factibles es igual a: n!/[(e!)(h!)]

El número de estados = 6!/[(1!)(5!) = 6

ml

Un posible estado (distribución electrónica es):2px 2py 2pz

ml +1 0 -1

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ESTADOS Y LAS POSIBLES DISTRIBUCIONES ELECTRÓNICAS

Page 20: Fig 1semB

+1

0

-1

∑ml 1 0

∑ms ½ ½

Ejemplo: Para el B(Z=5) es 1s22s22p1 el subnivel incompleto es 2p1

El número de estados o microestados matemáticamente factibles es igual a: n!/[(e!)(h!)]

El número de estados = 6!/[(1!)(5!) = 6

ml

Otro posible estado es:2px 2py 2pz

ml +1 0 -1

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ESTADOS Y LAS POSIBLES DISTRIBUCIONES ELECTRÓNICAS

Page 21: Fig 1semB

+1

0

-1

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Ejemplo: Para el B(Z=5) es 1s22s22p1 el subnivel incompleto es 2p1

El número de estados o microestados matemáticamente factibles es igual a: n!/[(e!)(h!)]

El número de estados = 6!/[(1!)(5!) = 6

ml

Todos los posibles estados son:

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ESTADOS Y LAS POSIBLES DISTRIBUCIONES ELECTRÓNICAS

Page 22: Fig 1semB

+1

0

-1

∑ml 1

∑ms 1

Ejemplo: Para el C(Z=6) es 1s22s22p2 el subnivel incompleto es 2p2

El número de estados o microestados matemáticamente factibles es igual a: n!/[(e!)(h!)]

El número de estados = 6!/[(2!)(4!) = 15

ml

Un posible estado(distribución electrónica) es:2px 2py 2pz

ml +1 0 -1

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ESTADOS Y LAS POSIBLES DISTRIBUCIONES ELECTRÓNICAS

Page 23: Fig 1semB

+1

0

-1

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

Ejemplo: Para el C(Z=6) es 1s22s22p2 el subnivel incompleto es 2p2

El número de estados o microestados matemáticamente factibles es igual a: n!/[(e!)(h!)]

El número de estados = 6!/[(2!)(4!) = 15

ml

Todos los posibles estados son:

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ESTADOS Y LAS POSIBLES DISTRIBUCIONES ELECTRÓNICAS

Page 24: Fig 1semB

+1

0

-1

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

ml

TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS: 2S+1LJ (ESTADOS: BASAL Y EXCITADOS)

1) Determine el máximo valor de la ∑ms. Esto es = 1/2 esto define que el valor de S momento angular total de espín, sea = 1/2. Los valores de MS serán: MS = 1/2 y MS = - 1/2

2) El valor de S define la multiplicidad (2S+1) = 2x(1/2)+1 = 2 (duplete)

3) Determine para el máximo valor hallado de ∑ms=1/2, el máximo valor de ∑ml. Esto es del cuadro = 1, esto define que el valor de L momento angular total orbital sea = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

4) Con el valor hallado de L = 1, se define la letra L, que corresponderá a la letra P. Por ahora el término espectroscópico es: 2P

Page 25: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS: 2S+1LJ (ESTADOS: BASAL Y EXCITADOS)

2P

1) Determine el máximo valor de la ∑ms. Esto es = 1/2 esto define que el valor de S momento angular total de espín, sea = 1/2. Los valores de MS serán: MS = 1/2 y MS = - 1/2

2) El valor de S define la multiplicidad (2S+1) = 2x(1/2)+1 = 2 (duplete)

3) Determine para el máximo valor hallado de ∑ms=1/2, el máximo valor de ∑ml. Esto es del cuadro = 1, esto define que el valor de L momento angular total orbital sea = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

4) Con el valor hallado de L = 1, se define la letra L, que corresponderá a la letra P. Por ahora el término espectroscópico es: 2P

Page 26: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

El subnivel 2p menosque semilleno

TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS: 2S+1LJ (ESTADOS: BASAL Y EXCITADOS)

5) Con L=1 y S=1/2 se definen los valores de J acoplamiento LS. Los valores de J son desde L+S hasta │L-S │, por lo cual los valores de J son: J = 3/2; J = 1/2. Comprende a los términos espectrocópicos:

2P3/2 ; 2P1/2

2P

1) Determine el máximo valor de la ∑ms. Esto es = 1/2 esto define que el valor de S momento angular total de espín, sea = 1/2. Los valores de MS serán: MS = 1/2 y MS = - 1/2

2) El valor de S define la multiplicidad (2S+1) = 2x(1/2)+1 = 2 (duplete)

3) Determine para el máximo valor hallado de ∑ms=1/2, el máximo valor de ∑ml. Esto es del cuadro = 1, esto define que el valor de L momento angular total orbital sea = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

4) Con el valor hallado de L = 1, se define la letra L, que corresponderá a la letra P. Por ahora el término espectroscópico es: 2P

Page 27: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS: 2S+1LJ (ESTADOS: BASAL Y EXCITADOS)

2P1/2

2P3/2

2P

Para el B(Z=5): 2p1

El subnivel 2p menosque semilleno

5) Con L=1 y S=1/2 se definen los valores de J acoplamiento LS. Los valores de J son desde L+S hasta │L-S │, por lo cual los valores de J son: J = 3/2; J = 1/2. Comprende a los términos espectrocópicos:

2P3/2 ; 2P1/2

1) Determine el máximo valor de la ∑ms. Esto es = 1/2 esto define que el valor de S momento angular total de espín, sea = 1/2. Los valores de MS serán: MS = 1/2 y MS = - 1/2

2) El valor de S define la multiplicidad (2S+1) = 2x(1/2)+1 = 2 (duplete)

3) Determine para el máximo valor hallado de ∑ms=1/2, el máximo valor de ∑ml. Esto es del cuadro = 1, esto define que el valor de L momento angular total orbital sea = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

4) Con el valor hallado de L = 1, se define la letra L, que corresponderá a la letra P. Por ahora el término espectroscópico es: 2P

Page 28: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS: 2S+1LJ (ESTADOS: BASAL Y EXCITADOS)

6) Para cada valor de J corresponde una serie de valores de MJ.Para J = 3/2, los valores de MJ son:

MJ = - 3/2; MJ = - 1/2; MJ = +1/2; MJ = + 3/2Para J =1/2, los valores de MJ son: MJ =- 1/2; MJ = +1/2

5) Con L=1 y S=1/2 se definen los valores de J acoplamiento LS. Los valores de J son desde L+S hasta │L-S │, por lo cual los valores de J son: J = 3/2; J = 1/2. Comprende a los términos espectrocópicos:

2P3/2 ; 2P1/2

1) Determine el máximo valor de la ∑ms. Esto es = 1/2 esto define que el valor de S momento angular total de espín, sea = 1/2. Los valores de MS serán: MS = 1/2 y MS = - 1/2

2) El valor de S define la multiplicidad (2S+1) = 2x(1/2)+1 = 2 (duplete)

3) Determine para el máximo valor hallado de ∑ms=1/2, el máximo valor de ∑ml. Esto es del cuadro = 1, esto define que el valor de L momento angular total orbital sea = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

4) Con el valor hallado de L = 1, se define la letra L, que corresponderá a la letra P. Por ahora el término espectroscópico es: 2P

2P1/2

2P3/2

2P

Page 29: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS: 2S+1LJ (ESTADOS: BASAL Y EXCITADOS)

2P1/2

2P3/2

MJ

- 3/2

- 1/2

+ 1/2

+ 3/2

- 1/2

+ 1/2

2P

6) Para cada valor de J corresponde una serie de valores de MJ.Para J = 3/2, los valores de MJ son:

MJ = - 3/2; MJ = - 1/2; MJ = +1/2; MJ = + 3/2Para J =1/2, los valores de MJ son: MJ =- 1/2; MJ = +1/2

5) Con L=1 y S=1/2 se definen los valores de J acoplamiento LS. Los valores de J son desde L+S hasta │L-S │, por lo cual los valores de J son: J = 3/2; J = 1/2. Comprende a los términos espectrocópicos:

2P3/2 ; 2P1/2

1) Determine el máximo valor de la ∑ms. Esto es = 1/2 esto define que el valor de S momento angular total de espín, sea = 1/2. Los valores de MS serán: MS = 1/2 y MS = - 1/2

2) El valor de S define la multiplicidad (2S+1) = 2x(1/2)+1 = 2 (duplete)

3) Determine para el máximo valor hallado de ∑ms=1/2, el máximo valor de ∑ml. Esto es del cuadro = 1, esto define que el valor de L momento angular total orbital sea = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

4) Con el valor hallado de L = 1, se define la letra L, que corresponderá a la letra P. Por ahora el término espectroscópico es: 2P

Page 30: Fig 1semB

¿Están todos los TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS?

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

Las combinaciones MS y ML, deben comprender a todos los términos espectroscópicos incluidos como estados energéticos (de acuerdo al gráfico deben ser 6)

ML 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1/2 - 1/2

Page 31: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

Las combinaciones MS y ML, deben comprender a todos los términos espectroscópicos incluidos como estados energéticos (de acuerdo al gráfico deben ser 6)

ML 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1/2 - 1/2

¿Están todos los TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS?

Page 32: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

Las combinaciones MS y ML, deben comprender a todos los términos espectroscópicos incluidos como estados energéticos (de acuerdo al gráfico deben ser 6)

ML 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1/2 - 1/2

¿Están todos los TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS?

Page 33: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

Las combinaciones MS y ML, deben comprender a todos los términos espectroscópicos incluidos como estados energéticos (de acuerdo al gráfico deben ser 6)

ML 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1/2 - 1/2

¿Están todos los TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS?

Page 34: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

Las combinaciones MS y ML, deben comprender a todos los términos espectroscópicos incluidos como estados energéticos (de acuerdo al gráfico deben ser 6)

ML 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1/2 - 1/2

+1

0

-1

ml

¿Están todos los TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS?

Page 35: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1

∑ms ½ ½ ½ -½ -½ -½

Para el B(Z=5): 2p1

Las combinaciones MS y ML, deben comprender a todos los términos espectroscópicos incluidos como estados energéticos (de acuerdo al gráfico deben ser 6)

ML 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1/2 - 1/2

NOTA.- Si al realizar el proceso previo de marcado en el cuadro de las combinaciones posibles, quedan todavía una o más combinaciones se procede con éstas del mismo modo como se realizó desde 1), y seguir determinando más términos espectroscópicos.

¿Están todos los TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS?

Page 36: Fig 1semB

2P1/2

2P3/2

MJ

- 3/2

- 1/2

+ 1/2

+ 3/2

- 1/2

+ 1/2

2P2p1

E

Para el B(Z=5): 2p1

CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO

REPULSIONES INTERELECTR.

SIN REPULSIONES INTERELECTR.

EXAGERANDOLA

ESCALA

E

ACOPLAMIENTOESPIN-ORBITAL

Page 37: Fig 1semB

TÉRMINOS ESPECTROSCÓPICOS

(ESTADO BASAL Y ESTADOS EXCITADOS)

+1

0

-1

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ml

Ejemplo: Para el C(Z=6) es 1s22s22p2 el subnivel incompleto es 2p2

- El máx. de ∑ms es = 1, por esto S = 1. Los valores de MS serán: MS = 1; MS = 0; MS = - 1

- Multiplicidad (2S+1) = 2x(1)+1 = 3 (triplete)

- Para el máx. de ∑ms=1, el máx. de ∑mL= 1, por esto el valor de L = 1. Los valores de ML serán: ML = 1; ML = 0; ML = -1.

- Con el L = 1, la letra P. El término espectroscópico es: 3P

- Valores de J: si L + S = 2 y L - S = 0; J = 2; J = 1; J = 0. Términos espectroscópicos: 3P2, 3P1 , 3P0

- Valores de MJ para cada J son:

Para J=2: MJ = -2; MJ = -1; MJ = 0; MJ = + 1; MJ = +2

Para J=1: MJ = -1; MJ = 0; MJ = + 1

Para J=0: MJ = 0

Page 38: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

Page 39: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

Page 40: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

Page 41: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

Page 42: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

Page 43: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

Page 44: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

- El máx. de ∑ms es = 0, por esto S = 0. Los valores de MS serán: MS = 0

- Multiplicidad (2S+1) = 2x(0)+1 = 1 (singlete)

- Para el máx. de ∑ms=0, el máx. de ∑mL= 2, por esto el valor de L = 2. Los valores de ML serán: ML = 2; ML = 1; ML = 0; ML = -1; ML = -2.

- Con el L = 2, la letra D. El término espectroscópico es: 1D

- Valores de J: si L + S = 2 y L - S = 2; J = 2. Términos espectroscópicos: 1D2

- Valores de MJ para cada J son:

Para J=2: MJ = -2; MJ = -1; MJ = 0; MJ = + 1; MJ = +2

Page 45: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

- El máx. de ∑ms es = 0, por esto S = 0. Los valores de MS serán: MS = 0

- Multiplicidad (2S+1) = 2x(0)+1 = 1 (singlete)

- Para el máx. de ∑ms=0, el máx. de ∑mL= 2, por esto el valor de L = 2. Los valores de ML serán: ML = 2; ML = 1; ML = 0; ML = -1; ML = -2.

- Con el L = 2, la letra D. El término espectroscópico es: 1D

- Valores de J: si L + S = 2 y L - S = 2; J = 2. Términos espectroscópicos: 1D2

- Valores de MJ para cada J son:

Para J=2: MJ = -2; MJ = -1; MJ = 0; MJ = + 1; MJ = +2

ML 2 1 0 -1 - 2

MS 0

Page 46: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

ML 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1

MS + 1 0 - 1

- El máx. de ∑ms es = 0, por esto S = 0. Los valores de MS serán: MS = 0

- Multiplicidad (2S+1) = 2x(0)+1 = 1 (singlete)

- Para el máx. de ∑ms=0, el máx. de ∑mL= 2, por esto el valor de L = 2. Los valores de ML serán: ML = 2; ML = 1; ML = 0; ML = -1; ML = -2.

- Con el L = 2, la letra D. El término espectroscópico es: 1D

- Valores de J: si L + S = 2 y L - S = 2; J = 2. Términos espectroscópicos: 1D2

- Valores de MJ para cada J son:

Para J=2: MJ = -2; MJ = -1; MJ = 0; MJ = + 1; MJ = +2

ML 2 1 0 -1 - 2

MS 0

Page 47: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

- El máx. de ∑ms es = 0, por esto S = 0. Los valores de MS serán: MS = 0

- Multiplicidad (2S+1) = 2x(0)+1 = 1 (singlete)

- Para el máx. de ∑ms=0, el máx. de ∑mL= 0, por esto el valor de L = 0. Los valores de ML serán: ML = 0.

- Con el L = 0, la letra S. El término espectroscópico es: 1S

- Valores de J: si L + S = 0 y L - S = 0; J = 0. Términos espectroscópicos: 1S0

- Valores de MJ para cada J son:

Para J=0: MJ = 0

ML 0

MS 0

Page 48: Fig 1semB

∑ml 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 1 0 -1 2 0 -2

∑ms 1 1 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0

- El máx. de ∑ms es = 0, por esto S = 0. Los valores de MS serán: MS = 0

- Multiplicidad (2S+1) = 2x(0)+1 = 1 (singlete)

- Para el máx. de ∑ms=0, el máx. de ∑mL= 0, por esto el valor de L = 0. Los valores de ML serán: ML = 0.

- Con el L = 0, la letra S. El término espectroscópico es: 1S

- Valores de J: si L + S = 0 y L - S = 0; J = 0. Términos espectroscópicos: 1S0

- Valores de MJ para cada J son:

Para J=0: MJ = 0

ML 0

MS 0

Page 49: Fig 1semB

MJ

+ 2

2p2

E

ACOPLAMIENTOESPIN-ORBITAL

CAMPO MAGNÉTICO EXTERNO

REPULSIONES INTERELECTR.

ELECTRONES INDEPENDIENTES

+ 1

0

- 1

- 2

+ 2

+ 1

0

- 1

- 2

+ 1

0

- 1

0

0

3P0

3P1

3P2

1D2

1S0

3P

1D

1S

EXAGERANDOLA

ESCALA

2,59E+05

1,22E+05

5,20E+02

1,96E+02

0

E (J/mol)

Page 50: Fig 1semB

Espectro de Emisión del SodioEquipo de baja resolución proporciona una sola línea distintiva

amarilla, con longitud de onda de unos 590 nm

Na(Z=11) Ne3s1

Page 51: Fig 1semB

Acoplamientoespin-orbital

2P3/2

2P1/2

2S1/2

Espectro de Emisión del SodioEquipo de mayor resolución proporciona dos líneas distintivas amarillas, con λ de 589,0 nm y 589,6 nm, en vez de una sola.

Page 52: Fig 1semB

acoplamientoespin-orbital

2P3/2

2P1/2

2S1/2

MJ

Espectro de Emisión del Sodio (de sólo la línea amarilla)

Page 53: Fig 1semB

Deducción del término espectroscópico del Ce3+(Z=58), estado basal

Partimos con la configuración del elemento Ce (Z=58):

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f2

Sabiendo que Xe(Z=54): Ce(Z=58): Xe6s24f2

Ce3+(Z=58): Xe4f1

+3 +2 +1 0 -1 -2 -3

valores de ml

El valor de la ∑ms = + 1/2, que es el máximo, por lo que S=1/2

que permite hallar la multiplicidad: 2S+1, que es 2.

Para el valor máx de la ∑ms = + ½, el valor máx. de la ∑ml = +3, por lo

que L = 3 y la letra será F.

Los valores de J son: J = 3 + 1/2 = 7/2; J = 3 -1/2 = 5/2

Estando el subnivel 4f con un solo electrón, está menos que semilleno

por lo cual el estado basal según la Regla de Hund es con J = 5/2

El término espectroscópico del estado basal del Ce3+ es 2F5/2

Page 54: Fig 1semB

Iones de tierras raras

El paramagnetismo (calculado) = g[J(J+1)]1/2

g = [3J(J+1)+ S(S+1) – L(L+1)]/ 2J(J +1)

Iones de grupo del hierro

El paramagnetismo (calculado) = g[S(S+1)]1/2

g = [3J(J+1)+ S(S+1) – L(L+1)]/ 2J(J +1)

Page 55: Fig 1semB

La energía de interacción entre un campo magnético externo, B, y el momento magnético total del átomo viene dada por Einteracción = gμBMJB;

donde μB, es el magnetón de Bohr, y g es una relación entre los números cuánticos L, S y J, dada por:

g = [3J(J+1)+ S(S+1) – L(L+1)]/ 2J(J +1)

μB = eħ/2me(SI)

= 9,27400915x10-24 J.T-1

2S1/2 2P1/2

Por el efecto Zeeman se produce:

Page 56: Fig 1semB

Densidad electrónica experimentalobtenidos por rayos X

Page 57: Fig 1semB

ELECTRONEGATIVIDAD

RADIO

COVALENTE (pm)

3er Periodo

2do Periodo

Page 58: Fig 1semB

Elemento HRadio* 29,9Elemento Be B C N O F Radio 106 83,0 76,7 70,2 65,9

61,9 Fuente b a a a a a Elemento Al Si P(III) S(II)

Cl Radio 118 109,0 108,8 105,2

102,3 Fuente b a a a a Elemento Ga Ge As(III) Se(II)

Br Radio 125 122 119,6 120,3

119,9 Fuente b b a a a Elemento In Sn Sb(III) Te(II)

I Radio 141 139 137 139,1

139,5 Fuente b b b a a

Tabla de Radios de enlace simple (pm) (relativos al C) C(sp3) – X

a: De “Tabulaciones y promedios de distancias C(sp3)-X “ Allen, F.H., Kennard, O., Watson, D.G., Brammer, L., Orpen, A.G., & Taylor, R. (1987) J.Chem. Soc. Perkin II, p. S1, sustrayendo 76,7pm para el radio del carbono.

b: Distancias individuales CH3-X , sustrayendo 76,7 pm para el radio del carbono.

Page 59: Fig 1semB

Elemento C N O

Simple 76,7 70,2 65,9

Doble 66,1 61,8 54,9

Triple 59,1 54,5

Tabla de Radios de enlace múltiple (pm)

Page 60: Fig 1semB

Elemento N O FRadio 155 152 147Elemento Si P S Cl

Radio 210 180 180 175

Elemento Ge As Se BrRadio 195 185 190 185

Elemento Sn Sb Te I Xe*

Radio 210 205 206 198 200

Elemento BiRadio 215

RADIOS DE van der WAALS (pm)

* Es más apropiado para compuestos, que el hallado de 216 pm para el elemento

Page 61: Fig 1semB

Elem.Rad. Elem. Rad.Elem. Rad. Elem. Rad.Ag 144,5 Fe 127,4 Nb 146,8 Sn

162,3Al 143,2 Ga 141,1 Nd 182,1 Sr

215,1Au 144,2 Gd 180,2 Ni 124,6 Ta

146,7Ba 224,3 Hf 158,0 Os 135,3 Tb

178,2Be 112,8 Hg 157,3 Pb 175,0 Tc

136,0Bi 170 Ho 176,6 Pd 137,6 Th

179,8Ca 197,4 In 166,3 Pm 181,0 Ti

146,2Cd 156,8 Ir 135,7 Pr 182,8 Tl

171,6Ce 182,5 K 237,6 Pt 138,7 Tm

174,6Co 125,2 La 187,7 Rb 254,6 U 156Cr 128,2 Li 156,2 Re 137,5 V

134,6Cs 273,1 Lu 173,4 Rh 134,5 W

140,8Cu 127,8 Mg 160,2 Ru 133,9 Y

180,1Dy 177,3 Mn 126,4 Sb 159 Yb

174,0Er 175,7 Mo 140,0 Sc 164,1 Zn

139,4Eu 204,2 Na 191,1 Sm 180,2 Zr

160,2

Radio metálico (coordinación–12) (pm)

Page 62: Fig 1semB

Elem. Rad. Elem. Rad. Elem. Rad. Elem. Rad.Ag(+1) 129 Er(+3) 103,0 Mn(+3) 72/78,5* Ta(+3) 86Al(+3) 67,5 Eu(+2) 131 Mo(+3) 83 Tb(+3) 106,3Au(+1) 151 Eu(+3) 108,7 Na(+1) 116 Th(+4) 108Au(+3) 99 Fe(+2) 75/92,0* Nb(+3) 86 Ti(+2) 100

Ba(+2) 149 Fe(+3) 69/78,5* Nd(+3) 112,3 Ti(+3)81,0

Be(+2) 59 Ga(+3) 76,0 Ni(+2) 83,0 Ti(+4) 74,5Bi(+3) 117 Gd(+3) 107,8 Pb(+2) 133 Tl(+1) 164Ca(+2) 114 Hf(+4) 85 Pd(+2) 100 Tl(+3) 102,5Cd(+2) 109 Hg(+1) 133 Pm(+3) 111 Tm(+3) 102,0Ce(+3) 115 Hg(+2) 116 Pr(+3) 113 U(+3) 116,5Ce(+4) 101 Ho(+3) 104,1 Pt(+2) 94 U(+4) 103Co(+2) 79/88,5* In(+3) 94,0 Rb(+1) 166 V(+2) 93Co(+3) 68,5/75* Ir(+3) 82 Rh(+3) 80,5 V(+3) 78,0Cr(+2) 87/94* K(+1) 152 Ru(+3) 82 Y(+3) 104,0Cr(+3) 75,5 La(+3) 117,2 Sb(+3) 90 Yb(+2) 116Cs(+1) 181 Li(+1) 90 Sc(+3) 88,5 Yb(+3) 100,8Cu(+1) 91 Lu(+3) 100,1 Sm(+3) 109,8 Zn(+2) 88,0Cu(+2) 87 Mg(+2) 86,0 Sr(+2) 132 Zr(+4) 86Dy(+3) 105,2 Mn(+2) 81/97,0*

Radio de Cationes (coordinación–6) (pm)

Page 63: Fig 1semB

Elem. Rad. Elem. Rad.

Cl (-1) 167 O(-2) 126

Br (-1) 182 S(-2) 170

F(-1) 119 Se(-2) 184

I (-1) 206 Te(-2) 207

Radio de Aniones (coordinación-6) (pm)

Page 64: Fig 1semB

EXAGERANDOLA

ESCALA

21648 2,59E+05

10193,7 1,22E+05

43,5 5,20E+02

16,4 1,96E+02

Energía (cm-1)

Energía (J/mol)

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