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Litio – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Litio-protones-neutrones-electrones-configuración

El litio es un metal alcalino blando de color blanco plateado. En condiciones estándar, es el metal más ligero y el elemento sólido más ligero. Como todos los metales alcalinos, el litio es altamente reactivo e inflamable y se almacena en aceite mineral. El litio tiene muchas aplicaciones, desde grasas lubricantes, adiciones de aleación, en particular para aleaciones de aluminio y magnesio, hasta esmaltes para cerámica y, finalmente, baterías de litio. El metal se separa de otros elementos en minerales ígneos. El metal se produce mediante electrólisis a partir de una mezcla de cloruro de litio al 55% fundido y cloruro de potasio al 45% a aproximadamente 450 ° C.

Protones y neutrones en Litio

Número de protón - Número atómicoEl litio  es un elemento químico con número atómico  3, lo que significa que hay 3 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de litio  son  6; 7. 

Principales isótopos de Litio

El litio de origen natural se compone de dos isótopos estables, 6Li y 7Li, siendo este último el más abundante (92,5% de abundancia natural). El litio-6 es valioso como material fuente para la producción de tritio (hidrógeno-3) y como absorbente de neutrones en reacciones de fusión nuclear. El litio natural contiene aproximadamente un 7,5 por ciento de litio-6.

Ambos isótopos naturales tienen una energía de enlace nuclear anómalamente baja por nucleón (en comparación con los elementos vecinos de la tabla periódica, el helio y el berilio); el litio es el único elemento de bajo número que puede producir energía neta a través de la fisión nuclear.

7Li es uno de los elementos primordiales (o, más propiamente, nucleidos primordiales) producidos en la nucleosíntesis del Big Bang. Una pequeña cantidad de 6Li y 7Li se produce en las estrellas, pero se cree que se «quema» tan rápido como se produce. Un átomo de litio-7 contiene tres protones, cuatro neutrones y tres electrones.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
6Li 7,6% 3
7Li 92,4% 4

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
8Li 839,40 (36) ms desintegración beta 8Be
9Li 178,3 (4) ms desintegración beta + desintegración de neutrones 8Be

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de litio es 3. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  litio  es  [He] 2s1 .

Los posibles estados de oxidación son  +1 .

El litio reacciona con el agua fácilmente, pero con notablemente menos vigor que otros metales alcalinos. El litio es inflamable y es potencialmente explosivo cuando se expone al aire y especialmente al agua, aunque menos que los otros metales alcalinos. La reacción de litio-agua a temperaturas normales es rápida pero no violenta porque el hidrógeno producido no se enciende por sí solo. LiHe, un compuesto de van der Waals de interacción muy débil, se ha detectado a temperaturas muy bajas.

Compuesto químico más común de Litio

Las celdas de polímero de litio han evolucionado a partir de baterías de iones de litio y de metal de litio. La principal diferencia es que en lugar de usar un electrolito líquido de sal de litio (como LiPF6) retenido en un solvente orgánico (como EC / DMC / DEC), la batería usa un electrolito de polímero sólido (SPE) como poli (óxido de etileno). ).

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Litio
Numero de protones 3
Número de neutrones (isótopos típicos) 6; 7
Numero de electrones 3
Configuración electronica [Él] 2s1
Estados de oxidación +1

Tabla periódica de litio

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Litio - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Litio

Carbono – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Configuración carbono-protones-neutrones-electrones

El carbono no es metálico y tetravalente, lo que hace que cuatro electrones estén disponibles para formar enlaces químicos covalentes. El carbono es uno de los pocos elementos conocidos desde la antigüedad.

El principal uso económico del carbono, además de los alimentos y la madera, es en forma de hidrocarburos, sobre todo el gas metano de combustibles fósiles y el petróleo crudo (petróleo). El grafito y los diamantes son dos alótropos importantes del carbono que tienen amplias aplicaciones. Los usos del carbono y sus compuestos son extremadamente variados.

El grafito, el diamante y otras formas de carbono se obtienen directamente de las minas.

Protones y neutrones en Carbono

Número de protón - Número atómicoEl carbono  es un elemento químico con número atómico  6, lo que significa que hay 6 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de carbono  son  12; 13. 

Principales isótopos de Carbono

El carbono tiene 15 isótopos conocidos, de 8C a 22C, de los cuales 12C y 13C son estables. El radioisótopo de vida más larga es el 14C, con una vida media de 5,730 años.

El carbono-12 es el más abundante de los dos isótopos estables del carbono (siendo el carbono-13 el otro), que asciende al 98,93% del elemento carbono. El carbono-12 es de particular importancia en su uso como el estándar a partir del cual se miden las masas atómicas de todos los nucleidos, por lo tanto, su masa atómica es exactamente 12 daltons por definición. El carbono-12 está compuesto por 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones.

El carbono 13  es un isótopo natural y estable de carbono con un núcleo que contiene seis protones y siete neutrones. Como uno de los isótopos ambientales, constituye aproximadamente el 1,1% de todo el carbono natural de la Tierra.

El único radionúclido cosmogénico que contribuye de manera significativa a la exposición interna de los seres humanos es el carbono 14. El carbono 14 radiactivo tiene una  vida media  de  5730 años  y sufre  desintegración β− , donde el  neutrón  se convierte en un  protón , un  electrón y un antineutrino electrónico. El carbono 14  también se puede producir en la atmósfera mediante otras reacciones de neutrones, que incluyen en particular 13C (n, γ) 14C  y 17O(n, α) 14C. Como resultado, el  carbono 14  se forma continuamente en la atmósfera superior por la interacción de los rayos cósmicos con el nitrógeno atmosférico. En promedio, solo uno de cada 1,3×1012 átomos de carbono en la atmósfera es un átomo de carbono-14 radiactivo. Como resultado, todas las sustancias biológicas vivas contienen la misma cantidad de C-14 por gramo de carbono, es decir, 0,3 Bq de actividad de carbono 14 por gramo de carbono.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
12C 98,9% 6
13C 1,1% 7

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
11C 20 min decaimiento beta positivo 11B
14C 5730 a desintegración beta 14N

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de Carbono es 6. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  carbono  es  [He] 2s2 2p2 .

Los posibles estados de oxidación son  -4; -3 …; + 4 .

Se sabe que el carbono forma casi diez millones de compuestos, una gran mayoría de todos los compuestos químicos. Es un elemento tetravalente típico, que hace que cuatro electrones estén disponibles para formar enlaces químicos covalentes. El carbono se encuentra en toda la vida orgánica conocida y es la base de la química orgánica. Cuando se une con el hidrógeno, forma varios hidrocarburos que son importantes para la industria como refrigerantes, lubricantes, solventes, como materia prima química para la fabricación de plásticos y petroquímicos, y como combustibles fósiles.

Compuesto químico de Carbono más común

Las moléculas de dióxido de carbono consisten en un átomo de carbono con doble enlace covalente a dos átomos de oxígeno. El dióxido de carbono es un gas incoloro con una densidad aproximadamente un 53% más alta que la del aire seco. Es relativamente no tóxico y no combustible, pero es más pesado que el aire y puede asfixiarse por el desplazamiento del aire. Cuando el CO2 se disuelve en agua, se forma el ácido carbónico suave. El CO2 enfriado en forma sólida se llama hielo seco. El dióxido de carbono es un componente menor de la atmósfera terrestre, pero un componente importante del aire. Es una materia prima necesaria para la mayoría de las plantas, que eliminan el dióxido de carbono del aire mediante el proceso de fotosíntesis. Una concentración típica de CO2 en el aire es actualmente de aproximadamente 0,040% o 404 ppm. La concentración de dióxido de carbono atmosférico aumenta y disminuye en un patrón estacional en un rango de aproximadamente 6 ppmv. La concentración de CO2 en el aire también ha aumentado constantemente de año en año durante más de 70 años. La tasa actual de aumento es de aproximadamente 2,5 ppm por año.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Carbón
Numero de protones 6
Número de neutrones (isótopos típicos) 12; 13
Numero de electrones 6
Configuración electronica [Él] 2s2 2p2
Estados de oxidación -4; -3 …; + 4

Tabla periódica de carbono

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Carbono - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Carbono

Boro – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Boro-protones-neutrones-electrones-configuración

El boro natural se compone principalmente de dos isótopos estables, 11B (80,1%) y 10B (19,9%). En la industria nuclear, el boro se usa comúnmente como absorbente de neutrones debido a la alta sección transversal de neutrones del isótopo 10B. Su sección transversal de reacción (n, alfa) para neutrones térmicos es de aproximadamente 3840 graneros (para neutrones de 0,025 eV). El isótopo 11B tiene una sección transversal de absorción para neutrones térmicos de aproximadamente 0,005 graneros (para neutrones de 0,025 eV). La mayoría de las reacciones (n, alfa) de los neutrones térmicos son reacciones 10B (n, alfa) 7Li acompañadas de una emisión gamma de 0,48 MeV.

En los Estados Unidos, el 70% del boro se utiliza para la producción de vidrio y cerámica. El principal uso a escala industrial mundial de compuestos de boro (aproximadamente el 46% del uso final) es la producción de fibra de vidrio para fibra de vidrio aislante y estructural que contiene boro.

Las fuentes económicamente importantes de boro son los minerales colemanita, rasorita (kernita), ulexita y tincal. Juntos, estos constituyen el 90% del mineral extraído que contiene boro.

Protones y neutrones en Boro

Número de protón - Número atómicoEl boro  es un elemento químico con número atómico  5, lo que significa que hay 5 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de boro  son  10; 11. 

Principales isótopos de Boro

Hay 13 isótopos conocidos de boro, el isótopo de vida más corta es el  7B, que se desintegra por emisión de protones y desintegración alfa. Tiene una vida media de 3,5×10−22 s. El boro tiene dos isótopos naturales y estables, 11B (80,1%) y 10B (19,9%).

El boro-10 está compuesto por 5 protones, 5 neutrones y 5 electrones. En la industria nuclear, el boro se usa comúnmente como absorbente de neutrones debido a la alta sección transversal de neutrones del isótopo 10B. Su sección transversal de reacción (n, alfa) para neutrones térmicos es de aproximadamente 3840 graneros (para neutrones de 0,025 eV). El boro enriquecido o 10B se utiliza tanto en el blindaje contra la radiación y es el nucleido principal utilizado en la terapia de captura de neutrones del cáncer.

El boro-11 está compuesto por 5 protones, 6 neutrones y 5 electrones. El isótopo 11B tiene una sección transversal de absorción para neutrones térmicos de aproximadamente 0,005 graneros (para neutrones de 0,025 eV).

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
10B 20% 5
11B 80% 6

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
8B 770 (3) ms decaimiento beta positivo + decaimiento alfa 2x partícula alfa
12B 20,20 (2) ms desintegración beta 12C

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de boro es 5. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  boro  es  [He] 2s2 2p1 .

Los posibles estados de oxidación son  -5; -1; +1; +2; +3 .

El boro normalmente no reacciona con los ácidos. En forma de polvo, reacciona con ácido nítrico caliente (HNO 3) y ácido sulfúrico caliente (H2SO4). También se disuelve en metales fundidos (fundidos). En los compuestos más familiares, el boro tiene el estado de oxidación formal III. Estos incluyen óxidos, sulfuros, nitruros y haluros. El trifluoruro de boro se utiliza en la industria petroquímica como catalizador. Los haluros reaccionan con el agua para formar ácido bórico. El boro se encuentra en la naturaleza en la Tierra casi en su totalidad como varios óxidos de B (III), a menudo asociados con otros elementos. Más de cien minerales de borato contienen boro en estado de oxidación +3.

Compuesto químico más común de Boro

El carburo de boro (fórmula química aproximadamente B4C) es un material cerámico y covalente de boro-carbono extremadamente duro. Es uno de los materiales más duros conocidos, ocupando el tercer lugar detrás del diamante y el nitruro de boro cúbico. Es el material más duro producido en cantidades de tonelaje. Debido a su alta dureza, el polvo de carburo de boro se utiliza como abrasivo en aplicaciones de pulido y lapeado, y también como abrasivo suelto en aplicaciones de corte como el corte por chorro de agua.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Boro
Numero de protones 5
Número de neutrones (isótopos típicos) 10; 11
Numero de electrones 5
Configuración electronica [Él] 2s2 2p1
Estados de oxidación -5; -1; +1; +2; +3

Tabla periódica de boro

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Boro - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Boro

Oxígeno – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Configuración de oxígeno-protones-neutrones-electrones

El oxígeno es un gas reactivo incoloro e inodoro, el elemento químico del número atómico 8 y el componente vital del aire. Es un miembro del grupo calcógeno en la tabla periódica, un no metal altamente reactivo y un agente oxidante que forma fácilmente óxidos con la mayoría de los elementos así como con otros compuestos.

Los usos comunes del oxígeno incluyen la producción de acero, plásticos y textiles, soldadura fuerte, soldadura y corte de aceros y otros metales, propulsor de cohetes, terapia de oxígeno y sistemas de soporte vital en aviones, submarinos, vuelos espaciales y buceo.

Cada año se extraen cien millones de toneladas de oxígeno del aire para usos industriales mediante dos métodos principales. El método más común es la destilación fraccionada de aire licuado, con el nitrógeno destilado como vapor mientras que el oxígeno se deja como líquido. El otro método principal para producir oxígeno es hacer pasar una corriente de aire limpio y seco a través de un lecho de un par de tamices moleculares de zeolita idénticos, que absorben el nitrógeno y liberan una corriente de gas que tiene entre un 90% y un 93% de oxígeno.

Protones y neutrones en Oxígeno

Número de protón - Número atómicoEl oxígeno  es un elemento químico con número atómico  8, lo que significa que hay 8 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de oxígeno  son  16; 17; 18. 

Principales isótopos de Oxígeno

El oxígeno natural se compone de tres isótopos estables, 16O, 17O y 18O, siendo el 16O el más abundante (99,762% de abundancia natural).

El oxígeno 16 está compuesto por 8 protones, 8 neutrones y 8 electrones. La mayor parte del  16O se sintetiza al final del proceso de fusión del helio en las estrellas; la reacción triple-alfa crea  12C, que captura un 4He adicional  para producir  16O. La abundancia relativa y absoluta de 16O es alta porque es un producto principal de la evolución estelar.

El oxígeno-17 está compuesto por 8 protones, 9 neutrones y 8 electrones. Tanto el 17O como el 18O son isótopos secundarios, lo que significa que su nucleosíntesis requiere núcleos de semillas.

El oxígeno-18 está compuesto por 8 protones, 10 neutrones y 8 electrones.

El oxígeno 15, que es un isótopo inestable del oxígeno, está compuesto por 8 protones, 7 neutrones y 8 electrones. Se utiliza con frecuencia en tomografía por emisión de positrones o imágenes PET. El oxígeno-15 se sintetiza mediante bombardeo de deuterón de nitrógeno-14 utilizando un ciclotrón.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
16O 99,76% 8
17O 0,04% 9
18O 0,20% 10

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
13O 8,58 (5) ms decaimiento beta positivo 13N
15O 122,24 (16) s decaimiento beta positivo 15N

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de oxígeno es 8. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  oxígeno  es  [He] 2s2 2p4 .

Los posibles estados de oxidación son  -2 .

El oxígeno es demasiado reactivo químicamente para seguir siendo un elemento libre en el aire sin que la acción fotosintética de los organismos vivos lo reponga continuamente. Es un agente oxidante fuerte con alta electronegatividad y forma O2 a temperatura y presión estándar (STP). Los óxidos metálicos contienen típicamente un anión de oxígeno en el estado de oxidación de -2. La mayor parte de la corteza terrestre está formada por óxidos sólidos, resultado de la oxidación de los elementos por el oxígeno del aire o del agua. Incluso los materiales considerados elementos puros a menudo desarrollan una capa de óxido. Por ejemplo, el papel de aluminio desarrolla una capa fina de Al 2 O 3(llamada capa de pasivación) que protege la lámina de una mayor corrosión. Debido a su electronegatividad, el oxígeno forma enlaces químicos estables con casi todos los elementos para dar los óxidos correspondientes.

Compuesto químico de Oxígeno más común

El agua es el compuesto químico más común de hidrógeno y oxígeno. Su fórmula química es H2O, lo que significa que cada una de sus moléculas contiene un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, conectados por enlaces covalentes. Dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno en un ángulo de 104,45 °.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Oxígeno
Numero de protones 8
Número de neutrones (isótopos típicos) dieciséis; 17; 18
Numero de electrones 8
Configuración electronica [Él] 2s2 2p4
Estados de oxidación -2

Tabla periódica de oxígeno

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Oxígeno - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Oxígeno

Nitrógeno – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Configuración de nitrógeno-protones-neutrones-electrones

El nitrógeno es un gas no reactivo, incoloro e inodoro que forma aproximadamente el 78% de la atmósfera terrestre. El nitrógeno en diversas formas químicas juega un papel importante en una gran cantidad de problemas ambientales.

Dos tercios del nitrógeno producido por la industria se vende como gas y el tercio restante como líquido. El amoníaco y los nitratos producidos sintéticamente son fertilizantes industriales clave, y los nitratos de fertilizantes son contaminantes clave en la eutrofización de los sistemas de agua. Además de su uso en fertilizantes y reservas de energía, el nitrógeno es un componente de compuestos orgánicos tan diversos como el Kevlar utilizado en tejidos de alta resistencia y el cianoacrilato utilizado en superglue.

El dinitrógeno forma aproximadamente el 78% de la atmósfera de la Tierra, lo que lo convierte en el elemento no combinado más abundante. El nitrógeno gaseoso es un gas industrial producido por destilación fraccionada de aire líquido o por medios mecánicos utilizando aire gaseoso (membrana de ósmosis inversa presurizada o adsorción por oscilación de presión).

Protones y neutrones en Nitrógeno

Número de protón - Número atómicoEl nitrógeno  es un elemento químico con número atómico  7, lo que significa que hay 7 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de nitrógeno  son  14; 15.

Principales isótopos del Nitrógeno

El nitrógeno tiene dos isótopos estables: 14N y 14N. El primero es mucho más común, constituye el 99,634% del nitrógeno natural, y el segundo (que es un poco más pesado) constituye el 0,366% restante. Esto conduce a un peso atómico de alrededor de 14,007 u.

El nitrógeno 14 está compuesto por 7 protones, 7 neutrones y 7 electrones. El nitrógeno-14 es uno de los pocos nucleidos estables con un número impar de protones y neutrones (siete cada uno) y es el único que constituye la mayoría de su elemento.

El nitrógeno 15 está compuesto por 7 protones, 8 neutrones y 7 electrones. Dos fuentes de nitrógeno 15 son la emisión de positrones de oxígeno 15 y la desintegración beta del carbono 15. Nitrógeno-15 presenta una de las secciones transversales de captura de neutrones térmicos más bajas de todos los isótopos.

El nitrógeno 16 está compuesto por 7 protones, 9 neutrones y 7 electrones. En los reactores nucleares, el nitrógeno-16 se puede utilizar para detectar fugas de generadores de vapor. El nitrógeno 16 es un isótopo de nitrógeno generado por  la activación neutrónica  del oxígeno contenido en el agua. Tiene una  vida media corta  de  7,1 segundos  y se desintegra a través de  la desintegración beta . Esta descomposición va acompañada de la emisión de  rayos gamma muy energéticos  (6 MeV), que pueden penetrar fácilmente la pared de la tubería de alta presión y, por lo tanto, pueden medirse fácilmente mediante  cámaras de iones  ubicadas en la tubería de la pierna caliente de cada circuito de refrigerante.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
14N 99,6% 7
15N 0,4% 8

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
13N 9,965 min captura de electrones 13C
16N 7,1 s desintegración beta 16O

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de nitrógeno es 7. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  nitrógeno  es  [He] 2s2 2p3 .

Los posibles estados de oxidación son  + 1,2,3,4,5 / -1,2,3 .

Muchos compuestos de importancia industrial, como el amoníaco, el ácido nítrico, los nitratos orgánicos (propulsores y explosivos) y los cianuros, contienen nitrógeno. El triple enlace extremadamente fuerte en el nitrógeno elemental (N≡N), el segundo enlace más fuerte en cualquier molécula diatómica después del monóxido de carbono (CO), [3] domina la química del nitrógeno. Esto causa dificultades tanto para los organismos como para la industria a la hora de convertir N2 en compuestos útiles, pero al mismo tiempo significa que quemar, explotar o descomponer compuestos nitrogenados para formar gas nitrógeno libera grandes cantidades de energía a menudo útil.

Compuesto químico de Nitrógeno más común

El amoníaco es un compuesto de nitrógeno e hidrógeno con la fórmula NH3. Un hidruro binario estable, y el hidruro de pictógeno más simple, el amoníaco es un gas incoloro con un olor acre característico. Es un desecho nitrogenado común, particularmente entre los organismos acuáticos, y contribuye significativamente a las necesidades nutricionales de los organismos terrestres al servir como precursor de alimentos y fertilizantes.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Nitrógeno
Numero de protones 7
Número de neutrones (isótopos típicos) 14; 15
Numero de electrones 7
Configuración electronica [Él] 2s2 2p3
Estados de oxidación + 1,2,3,4,5 / -1,2,3

Tabla periódica de nitrógeno

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Nitrógeno - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Nitrógeno

Neón – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Configuración neón-protones-neutrones-electrones

El neón es un gas monoatómico inerte, incoloro e inodoro en condiciones estándar, con aproximadamente dos tercios de la densidad del aire.

El neón líquido es un refrigerante criogénico importante. Tiene más de 40 veces más capacidad de refrigeración por unidad de volumen que el helio líquido y más de 3 veces la del hidrógeno líquido.

Se extrae comercialmente mediante destilación fraccionada de aire líquido. Dado que el aire es la única fuente, es considerablemente más caro que el helio.

Protones y neutrones en Neón

Número de protón - Número atómicoEl neón  es un elemento químico con número atómico  10, lo que significa que hay 10 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de Neon  son  20; 21; 22.

Principales isótopos de Neón

El neón es el segundo gas inerte más ligero. El neón tiene tres isótopos estables: 20Ne (90,48%), 21Ne (0,27%) y 22Ne (9,25%).

Neon-20 está compuesto por 10 protones, 10 neutrones y 10 electrones.

Neon-21 está compuesto por 10 protones, 11 neutrones y 10 electrones.

Neon-22 está compuesto por 10 protones, 12 neutrones y 10 electrones.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
20Ne 99,48% 10
21Ne 0,27% 11
22Ne 9,25% 12

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
19Ne 17,274 (10) s decaimiento beta positivo 19F
24Ne 3,38 (2) min desintegración beta 20Ne

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de Neon es 10. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica de  Neon  es  [He] 2s2 2p6 .

Los posibles estados de oxidación son  0 .

El elemento es increíblemente no reactivo debido a su configuración electrónica. El neón es el primer gas noble del bloque p y el primer elemento con un verdadero octeto de electrones. Es inerte: como es el caso de su análogo más ligero, el helio, no se han identificado moléculas neutras fuertemente ligadas que contengan neón.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Neón
Numero de protones 10
Número de neutrones (isótopos típicos) 20; 21; 22
Numero de electrones 10
Configuración electronica [Él] 2s2 2p6
Estados de oxidación 0

Tabla periódica de neón

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Neón - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades de Neón

Flúor – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Flúor-protones-neutrones-electrones-configuración

El flúor es el halógeno más ligero y existe como un gas diatómico amarillo pálido altamente tóxico en condiciones estándar. Como elemento más electronegativo, es extremadamente reactivo: casi todos los demás elementos, incluidos algunos gases nobles, forman compuestos con flúor.

Debido al costo de refinar el flúor puro, la mayoría de las aplicaciones comerciales utilizan compuestos de flúor, y aproximadamente la mitad de la fluorita extraída se utiliza en la fabricación de acero.

El flúor se obtiene por electrólisis de una solución de hidrogendifluoruro de potasio en ácido fluorhídrico anhidro.

Protones y neutrones en Flúor

Número de protón - Número atómicoEl flúor  es un elemento químico con número atómico  9, lo que significa que hay 9 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de flúor  son  19. 

Principales isótopos de Flúor

Solo un isótopo de flúor se encuentra de forma natural en abundancia, el isótopo estable 19F. Los isótopos 17F y 18F sufren desintegración β + y captura de electrones, los isótopos más ligeros se desintegran por emisión de protones y los más pesados ​​que 19F sufren desintegración β (los más pesados ​​con emisión de neutrones retardada).

El flúor-19 está compuesto por 9 protones, 10 neutrones y 9 electrones. Su abundancia es del 100%; no existen otros isótopos de flúor en cantidades significativas.

El flúor-18 está compuesto por 9 protones, 9 neutrones y 9 electrones. De los nucleidos inestables de flúor, el 18F tiene la vida media más larga, 109,739 minutos. Tiene dos modos de desintegración, de los cuales el principal es la emisión de positrones. Por esta razón, el 18F es una fuente comercialmente importante de positrones.

El flúor-20 está compuesto por 9 protones, 11 neutrones y 9 electrones. El flúor-20 es uno de los isótopos del flúor más inestables. Tiene una vida media de 11,07 segundos y sufre desintegración beta.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
19F 100% 10

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
18F 109,8 min decaimiento de positrones 18O
20F 11,163 (8) s desintegración beta 20Ne

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de flúor es 9. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  flúor  es  [He] 2s2 2p5 .

Los posibles estados de oxidación son  -1 .

El flúor forma una gran variedad de compuestos químicos, dentro de los cuales siempre adopta un estado de oxidación de -1. Con otros átomos, el flúor forma enlaces covalentes polares o enlaces iónicos. Con mayor frecuencia, los enlaces covalentes que involucran átomos de flúor son enlaces simples, aunque existen al menos dos ejemplos de un enlace de orden superior. La química del flúor incluye compuestos inorgánicos formados con hidrógeno, metales, no metales e incluso gases nobles; así como un conjunto diverso de compuestos orgánicos.

Compuesto químico típico de Flúor

La conversión de uranio  es uno de los procesos de los ciclos del combustible nuclear, en el que el uranio se purifica químicamente y se convierte en la forma química de hexafluoruro de  uranio (UF 6 ) , la reserva de entrada para la mayoría de las instalaciones comerciales de enriquecimiento de uranio. El hexafluoruro de uranio , también conocido como  «hex» , es un compuesto químico utilizado en el proceso de  enriquecimiento de uranio , que produce  combustible para reactores nucleares . A presión atmosférica, se sublima de hexafluoruro de uranio en  56,5 ° C . En esta etapa del ciclo, el producto de conversión de hexafluoruro de uranio todavía tiene la mezcla isotópica natural, es decir, contiene solo el 0,71% del isótopo fisionable  235 U.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Flúor
Numero de protones 9
Número de neutrones (isótopos típicos) 19
Numero de electrones 9
Configuración electronica [Él] 2s2 2p5
Estados de oxidación -1

Tabla periódica de flúor

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Flúor - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Flúor

Magnesio – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Magnesio-protones-neutrones-electrones-configuración

El magnesio es un sólido gris brillante que se parece físicamente a los otros cinco elementos de la segunda columna (grupo 2, o metales alcalinotérreos) de la tabla periódica: todos los elementos del grupo 2 tienen la misma configuración electrónica en la capa externa de electrones y una estructura cristalina similar.

El magnesio es el tercer metal estructural más utilizado, después del hierro y el aluminio. Las principales aplicaciones del magnesio son, en orden: aleaciones de aluminio, fundición a presión (aleado con zinc), eliminación de azufre en la producción de hierro y acero, y producción de titanio en el proceso Kroll. En la actualidad, el magnesio se obtiene principalmente por electrólisis de sales de magnesio obtenidas de la salmuera.

Protones y neutrones en Magnesio

Número de protón - Número atómicoEl magnesio  es un elemento químico con número atómico  12, lo que significa que hay 12 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de magnesio  son  24; 25; 26. 

Principales isótopos de Magnesio

El magnesio se encuentra naturalmente en tres isótopos estables, 24Mg, 25Mg y 26Mg. El radioisótopo de vida más larga es 28Mg con una vida media de 20,915 horas. Los isótopos más ligeros se desintegran principalmente en isótopos de sodio, mientras que los isótopos más pesados ​​se desintegran en isótopos de aluminio.

El magnesio-24 está compuesto por 12 protones, 12 neutrones y 12 electrones.

El magnesio-25 está compuesto por 12 protones, 13 neutrones y 12 electrones.

El magnesio-26 está compuesto por 12 protones, 12 neutrones y 12 electrones.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
24Mg 79% 12
25Mg 10% 13
26Mg 11% 14

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
23Mg 11,317 (11) s decaimiento de positrones 23Na
28Mg 20,915 (9) h desintegración beta 28Al

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de magnesio es 12. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  magnesio  es  [Ne] 3s2 .

Los posibles estados de oxidación son  +2 .

El magnesio se produce naturalmente solo en combinación con otros elementos, donde invariablemente tiene un estado de oxidación +2. El elemento libre (metal) se puede producir artificialmente y es altamente reactivo (aunque en la atmósfera, pronto se recubre con una fina capa de óxido que inhibe parcialmente la reactividad). El metal libre arde con una característica luz blanca brillante.

Aleación típica de Magnesio

En general,  Elektron  es la marca registrada de una amplia gama de aleaciones de magnesio fabricadas por una empresa británica Magnesium Elektron Limited. Elektron 21 , designado por UNS M12310, es una de las aleaciones con excelente resistencia a la corrosión y moldeabilidad. Los productos fundidos poseen una microestructura de grano fino y una hermeticidad a la presión. Esta aleación se puede mecanizar fácilmente. La aplicación incluye deportes de motor y aeroespacial, ya que posee alta resistencia, peso ligero y excelentes características de amortiguación de vibraciones.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Magnesio
Numero de protones 12
Número de neutrones (isótopos típicos) 24; 25; 26
Numero de electrones 12
Configuración electronica [Ne] 3s2
Estados de oxidación +2

Tabla periódica de magnesio

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Magnesio - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Magnesio

Sodio – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Sodio-protones-neutrones-electrones-configuración

El sodio es un metal blando, de color blanco plateado y muy reactivo. El sodio es un metal alcalino, que se encuentra en el grupo 1 de la tabla periódica, porque tiene un solo electrón en su capa exterior que dona fácilmente, creando un átomo con carga positiva: el catión Na +.

El sodio metálico se utiliza principalmente para la producción de borohidruro de sodio, azida de sodio, índigo y trifenilfosfina. Empleado sólo en aplicaciones bastante especializadas, sólo se producen anualmente alrededor de 100.000 toneladas de sodio metálico. El sodio ahora se produce comercialmente mediante la electrólisis de cloruro de sodio fundido.

Protones y neutrones en Sodio

Número de protón - Número atómicoEl sodio  es un elemento químico con número atómico  11, lo que significa que hay 11 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de sodio  son  23. 

Principales isótopos de Sodio

Su único isótopo estable es el  23Na. Dos isótopos cosmogénicos radiactivos son el subproducto de la espalación de rayos cósmicos: el 22Na tiene una vida media de 2,6 años y el 24Na, una vida media de 15 horas; todos los demás isótopos tienen una vida media de menos de un minuto.

El sodio-23 está compuesto por 11 protones, 12 neutrones y 11 electrones. La exposición aguda a la radiación de neutrones (p. Ej., Por un accidente de criticidad nuclear) convierte parte del 23Na estable en el plasma sanguíneo humano en 24
Na. Midiendo la concentración de este isótopo, se puede calcular la dosis de radiación de neutrones a la víctima.

El sodio-22 está compuesto por 11 protones, 11 neutrones y 11 electrones. El odium-22 es un isótopo radiactivo del sodio, que experimenta una emisión de positrones a 22Ne con una vida media de 2,605 años. También se utiliza comúnmente como fuente de positrones en la espectroscopia de aniquilación de positrones.

El sodio-24 está compuesto por 11 protones, 12 neutrones y 11 electrones. El sodio-24 es uno de los isótopos más importantes. Es radiactivo y se crea a partir del sodio-23 común por bombardeo de neutrones. Por lo tanto, su actividad explica la mayor parte de la actividad de los refrigerantes del reactor cuando el reactor está a plena potencia.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
23Na 100% 12

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
22Na 2,602 a decaimiento de positrones 22Ne
24Na 14,96 h desintegración beta 24Mg

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de sodio es 11. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  sodio  es  [Ne] 3s1 .

Los posibles estados de oxidación son  -1; +1 .

Los átomos de sodio tienen 11 electrones, uno más que la configuración estable del gas noble neón. El sodio generalmente forma compuestos iónicos que involucran al catión Na +. El sodio suele ser bastante reactivo con el aire y la reactividad es función de la humedad relativa o del contenido de vapor de agua del aire. La corrosión del sodio sólido por el oxígeno también se acelera por la presencia de pequeñas cantidades de impurezas en el sodio. En el aire ordinario, el sodio metálico reacciona para formar una película de hidróxido de sodio, que puede absorber rápidamente dióxido de carbono del aire, formando bicarbonato de sodio.

El sodio metálico se puede cortar fácilmente con un cuchillo y es un buen conductor de electricidad y calor porque solo tiene un electrón en su capa de valencia, lo que da como resultado enlaces metálicos débiles y electrones libres, que transportan energía.

Compuesto de Sodio más común

La sal es principalmente cloruro de sodio, el compuesto iónico con la fórmula NaCl, que representa proporciones iguales de sodio y cloro. La sal marina y la sal recién extraída (gran parte de la cual es sal marina de los mares prehistóricos) también contienen pequeñas cantidades de oligoelementos (que en estas pequeñas cantidades son generalmente buenas para la salud de las plantas y los animales.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Sodio
Numero de protones 11
Número de neutrones (isótopos típicos) 23
Numero de electrones 11
Configuración electronica [Ne] 3s1
Estados de oxidación -1; +1

Tabla periódica de sodio

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Sodio - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Sodio

Silicio – Protones – Neutrones – Electrones – Configuración electrónica

Configuración de silicio-protones-neutrones-electrones

El silicio es un sólido cristalino duro y quebradizo con un brillo metálico gris azulado, es un metaloide y semiconductor tetravalente. La mayor parte del silicio se usa industrialmente sin purificarse y, de hecho, a menudo con un procesamiento comparativamente pequeño de su forma natural. El metal de silicio hiperpuro y el silicio hiperpuro dopado (dopado con boro, fósforo, galio o arsénico) se utilizan en células solares, transistores y semiconductores.

El silicio de una pureza del 96 al 99% se obtiene reduciendo la cuarcita o la arena con coque de alta pureza. La reducción se realiza en un horno de arco eléctrico.

Protones y neutrones en Silicio

Número de protón - Número atómicoEl silicio  es un elemento químico con número atómico  14, lo que significa que hay 14 protones en su núcleo. Número total de protones en el núcleo se llama el  número atómico  del átomo y se le da el  símbolo Z . La carga eléctrica total del núcleo es, por tanto, + Ze, donde e (carga elemental) es igual a  1,602 x 10-19  culombios .

El número total de  neutrones  en el núcleo de un átomo se llama el  número de neutrones  del átomo y se le da el  símbolo N . Número de neutrones más el número atómico es igual al número de masa atómica:  N + Z = A . La diferencia entre el número de neutrones y el número atómico se conoce como  exceso de neutrones : D = N – Z = A – 2Z.

Para los elementos estables, suele haber una variedad de isótopos estables. Los isótopos son nucleidos que tienen el mismo número atómico y, por lo tanto, son el mismo elemento, pero difieren en el número de neutrones. Los números de masa de isótopos típicos de silicio  son  28; 29; 30.

Principales isótopos del Silicio

El silicio natural se compone de tres isótopos estables, 28Si (92,23%), 29Si (4,67%) y 30Si (3,10%). De estos, solo 29Si es útil en espectroscopía de RMN y EPR, ya que es el único con un espín nuclear (I = 1/2).

El silicio 28 está compuesto por 14 protones, 14 neutrones y 14 electrones.

El silicio-29 está compuesto por 14 protones, 15 neutrones y 14 electrones.

El silicio-30 está compuesto por 14 protones, 16 neutrones y 14 electrones.

Isótopos estables

Isótopo Abundancia Número de neutrones
28Si 92,2% 14
29Si 4,7 15
30Si 3.1 16

Isótopos inestables típicos

Isótopo Media vida Modo de decaimiento Producto
27Si 4,15 (4) s decaimiento de positrones 27Al
31Si 2,62 h desintegración beta 31P
32Si 153 a desintegración beta 32P

Electrones y configuración electrónica

El número de electrones en un átomo eléctricamente neutro es el mismo que el número de protones en el núcleo. Por lo tanto, el número de electrones en el átomo neutro de silicio es 14. Cada electrón está influenciado por los campos eléctricos producidos por la carga nuclear positiva y los otros electrones negativos (Z – 1) en el átomo.

La configuración electrónica del  silicio  es  [Ne] 3s2 3p2 .

Los posibles estados de oxidación son  -4; ..; +4 .

Es un miembro del grupo 14 en la tabla periódica: el carbono está por encima de él; y el germanio, el estaño y el plomo están debajo. Es relativamente poco reactivo. El silicio cristalino a granel es bastante inerte, pero se vuelve más reactivo a altas temperaturas. Al igual que su vecino aluminio, el silicio forma una capa superficial delgada y continua de dióxido de silicio (SiO2) que protege al metal de la oxidación.

Compuesto más común de Silicio

El silicio se distribuye más ampliamente en el espacio en polvos cósmicos, planetoides y planetas como diversas formas de dióxido de silicio (sílice) o silicatos. Más del 90% de la corteza terrestre está compuesta por minerales de silicato, lo que convierte al silicio en el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (alrededor del 28% en masa), después del oxígeno. El compuesto más común de silicio es el cuarzo. El cuarzo es un compuesto químico que consta de una parte de silicio y dos partes de oxígeno. Es dióxido de silicio (SiO2). Los átomos están enlazados en una estructura continua de tetraedros silicio-oxígeno SiO4, y cada oxígeno se comparte entre dos tetraedros, lo que da una fórmula química general de SiO2.

Acerca de los protones

protónUn protón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los protones son abundantes y constituyen  aproximadamente la mitad  de toda la materia visible. Tiene  una carga eléctrica positiva (+ 1e)  y una masa en reposo igual a 1,67262 × 10 −27  kg ( 938,272 MeV / c 2 ), marginalmente más ligera que la del neutrón pero casi 1836 veces mayor que la del electrón. El protón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,87 × 10 −15  m, o 0,87 fm, y es un fermión de espín ½.

Los protones  existen en los núcleos de los átomos típicos, junto con sus contrapartes neutrales, los neutrones. Los neutrones y protones, comúnmente llamados  nucleones , están unidos en el núcleo atómico, donde representan el 99,9 por ciento de la masa del átomo. La investigación en física de partículas de alta energía en el siglo XX reveló que ni el neutrón ni el protón  no son  los bloques de construcción más pequeños de la materia.

Acerca de los neutrones

Un neutrón  es una de  las partículas subatómicas  que forman la materia. En el universo, los neutrones son abundantes y constituyen  más de la mitad  de toda la materia visible. No tiene  carga eléctrica  y una masa en reposo igual a 1,67493 × 10-27 kg, marginalmente mayor que la del protón pero casi 1839 veces mayor que la del electrón. El neutrón tiene un radio cuadrático medio de aproximadamente 0,8 × 10-15 m, o 0,8 fm, y es un fermión de espín ½.

Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de  la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí a través de  la fuerza eléctrica  debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a la estabilidad de varios núcleos. Solo hay ciertas combinaciones de neutrones y protones, que forman  núcleos estables .

Los neutrones estabilizan el núcleo , porque se atraen entre sí y a los protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones,  se necesita una proporción cada vez mayor de neutrones a protones  para formar un núcleo estable. Si hay demasiados o muy pocos neutrones para un número determinado de protones, el núcleo resultante no es estable y sufre  una desintegración radiactiva . Los isótopos inestables se  desintegran a través de varias vías de desintegración radiactiva, más comúnmente desintegración alfa, desintegración beta o captura de electrones. Se conocen muchos otros tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la emisión de neutrones. Cabe señalar que todas estas vías de desintegración pueden ir acompañadas de  la posterior emisión de Radiación gamma . Las desintegraciones alfa o beta puras son muy raras.

Acerca de los electrones y la configuración de los electrones

La tabla periódica es una representación tabular de los elementos químicos organizados sobre la base de sus números atómicos, configuraciones electrónicas y propiedades químicas. La configuración electrónica es la distribución de electrones de un átomo o molécula (u otra estructura física) en orbitales atómicos o moleculares. El conocimiento de la  configuración electrónica  de diferentes átomos es útil para comprender la estructura de la tabla periódica de elementos.

Todo sólido, líquido, gas y plasma está compuesto por átomos neutros o ionizados. Las  propiedades químicas del átomo  están determinadas por el número de protones, de hecho, por el número y la  disposición de los electrones . La  configuración de estos electrones se  deriva de los principios de la mecánica cuántica. El número de electrones en las capas de electrones de cada elemento, particularmente la capa de valencia más externa, es el factor principal para determinar su comportamiento de enlace químico. En la tabla periódica, los elementos se enumeran en orden de número atómico creciente Z.

Es el  principio de exclusión de Pauli  que requiere que los electrones de un átomo ocupen diferentes niveles de energía en lugar de que todos se condensen en el estado fundamental. El orden de los electrones en el estado fundamental de los átomos multielectrones comienza con el estado de energía más bajo (estado fundamental) y se mueve progresivamente desde allí hacia arriba en la escala de energía hasta que a cada uno de los electrones del átomo se le ha asignado un conjunto único de números cuánticos. Este hecho tiene implicaciones clave para la construcción de la tabla periódica de elementos.

configuración electrónica - bloques - elementosLas dos primeras columnas en el lado izquierdo de la tabla periódica son donde los  s  están siendo ocupados subniveles. Debido a esto, las dos primeras filas de la tabla periódica se denominan  bloque s . De manera similar, el  bloque p  son las seis columnas más a la derecha de la tabla periódica, el  bloque d  son las 10 columnas centrales de la tabla periódica, mientras que el  bloque f  es la sección de 14 columnas que normalmente se representa separada del cuerpo principal. de la tabla periódica. Podría ser parte del cuerpo principal, pero la tabla periódica sería bastante larga y engorrosa.

En el caso de átomos con muchos electrones, esta notación puede ser larga, por lo que se utiliza una notación abreviada. La configuración electrónica se puede visualizar como los electrones del núcleo, equivalentes al  gas noble  del período anterior, y los electrones de valencia (por ejemplo, [Xe] 6s2 para el bario).

Estados de oxidación

Los estados de oxidación se representan típicamente por números enteros que pueden ser positivos, cero o negativos. La mayoría de los elementos tienen más de un posible estado de oxidación. Por ejemplo, el carbono tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4.

La definición actual del estado de oxidación del Libro de Oro de la IUPAC es:

«El estado de oxidación de un átomo es la carga de este átomo después de la aproximación iónica de sus enlaces heteronucleares …»

y el término número de oxidación es casi sinónimo. Un elemento que no se combina con ningún otro elemento diferente tiene un estado de oxidación de 0. El estado de oxidación 0 ocurre para todos los elementos – es simplemente el elemento en su forma elemental. Un átomo de un elemento en un compuesto tendrá un estado de oxidación positivo si se le han eliminado electrones. De manera similar, la adición de electrones da como resultado un estado de oxidación negativo. También hemos distinguido entre los estados de oxidación posibles y comunes de cada elemento. Por ejemplo, el silicio tiene nueve posibles estados de oxidación enteros de -4 a +4, pero solo -4, 0 y +4 son estados de oxidación comunes.

Resumen

Elemento Silicio
Numero de protones 14
Número de neutrones (isótopos típicos) 28; 29; 30
Numero de electrones 14
Configuración electronica [Ne] 3s2 3p2
Estados de oxidación -4; ..; +4

Tabla periódica de silicio

Fuente: www.luciteria.com

Propiedades de otros elementos

Silicio - Comparación de protones - Neutrones y electrones

Tabla periódica en resolución 8K

Otras propiedades del Silicio