Carga Nuclear Efectiva

Es Ciencia
23 Sept 202105:12

Summary

TLDREste vídeo explica la carga nuclear efectiva en átomos, destacando la interacción entre protones, neutrones y electrones. Se describe cómo los electrones cercanos al núcleo, debido al apantallamiento, disminuyen la atracción que el núcleo tiene sobre los electrones de valencia, lo que puede llevar a la pérdida de electrones. Se ilustra con ejemplos como el átomo de helio, y se menciona que la carga nuclear efectiva varía en la tabla periódica, aumentando de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.

Takeaways

  • 🔬 La carga nuclear efectiva se refiere a la atracción que los protones del núcleo ejercen sobre los electrones de un átomo.
  • 🌐 Los electrones más cercanos al núcleo tienen una mayor atracción que los electrones de valencia, debido a la menor distancia.
  • 🏋️‍♂️ El apantallamiento es el fenómeno por el cual los electrones cercanos al núcleo obstaculizan la atracción de los protones hacia los electrones de valencia.
  • 📉 La carga nuclear efectiva varía para electrones en diferentes capas energéticas, siendo menor para aquellos más alejados del núcleo.
  • 🔝 Los electrones de valencia son los más afectados por el apantallamiento, lo que puede hacer que sean más fácilmente removidos del átomo.
  • 🔋 La energía necesaria para remover un electrón de un átomo varía dependiendo de la presencia de otros electrones y su nivel de apantallamiento.
  • 🎯 La carga nuclear efectiva se calcula restando la constante de apantallamiento del número atómico real, lo que da una idea de la carga percibida por un electrón.
  • 🌟 En el átomo de helio, remover el primer electrón requiere menos energía debido al apantallamiento del segundo electrón.
  • 📊 La carga nuclear efectiva tiende a aumentar de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba en la tabla periódica de los elementos.
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Q & A

  • ¿Qué es la carga nuclear efectiva?

    -La carga nuclear efectiva es la carga que ejercen los protones en el núcleo del átomo, considerando tanto la atracción de los protones como los efectos repulsivos de los electrones, que es el apantallamiento.

  • ¿Cuál es la relación entre la carga nuclear efectiva y los electrones de valencia?

    -Los electrones de valencia, que están en las últimas capas energéticas, pueden no tener suficiente fuerza de atracción para ser retenidos por el núcleo debido al apantallamiento causado por los electrones más cercanos al núcleo.

  • ¿Qué es el apantallamiento en el contexto de los electrones de un átomo?

    -El apantallamiento es el efecto por el cual los electrones más cercanos al núcleo interfieren con la atracción que el núcleo tiene sobre los electrones de valencia, reduciendo así la fuerza de atracción que estos últimos sienten.

  • ¿Cómo varía la carga nuclear efectiva dependiendo de la distancia del electrón al núcleo?

    -La carga nuclear efectiva disminuye conforme aumenta la distancia del electrón al núcleo, ya que los electrones más alejados están menos influenciados por la atracción de los protones y más por el apantallamiento.

  • ¿Por qué los electrones en el primer nivel energético tienen una mayor atracción hacia el núcleo que los electrones de valencia?

    -Los electrones en el primer nivel energético están más cerca del núcleo y, por lo tanto, experimentan una mayor atracción debido a la menor distancia, mientras que los electrones de valencia están más alejados y están más afectados por el apantallamiento.

  • ¿Cómo se determina la carga nuclear efectiva de un electrón específico?

    -La carga nuclear efectiva se determina restando la carga nuclear real (equivalente al número atómico) por la constante de apantallamiento, que varía según el electrón en cuestión y su nivel energético.

  • ¿Cómo afecta el apantallamiento entre electrones del mismo subnivel energético?

    -El apantallamiento también ocurre entre electrones del mismo subnivel energético, lo que puede reducir la energía necesaria para remover un electrón, como se ve en el ejemplo del átomo de helio.

  • ¿Cuál es la tendencia de la carga nuclear efectiva en la tabla periódica?

    -En la tabla periódica, la carga nuclear efectiva tiende a aumentar de izquierda a derecha y también de abajo hacia arriba, lo que se debe a la disposición de los electrones y la estructura del átomo.

  • ¿Por qué se necesita más energía para remover el último electrón de un átomo de helio en comparación con el primero?

    -Se necesita más energía para remover el último electrón de helio porque, una vez que se ha eliminado el primer electrón, no hay más apantallamiento y toda la atracción del núcleo se dirige hacia el único electrón restante.

  • ¿Cómo se relaciona la carga nuclear efectiva con la estructura atómica y la química de los elementos?

    -La carga nuclear efectiva influye en la química de los elementos ya que determina la reacción de los átomos con otros átomos, afectando la formación de enlaces y la estabilidad de las moléculas.

Outlines

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🔬 Carga nuclear efectiva y apantallamiento de electrones

Este párrafo explica la estructura del átomo, compuesta por electrones negativos, neutrones neutros y protones positivos. Se centra en la carga nuclear efectiva, que es la fuerza de atracción que los protones del núcleo ejercen sobre los electrones. Se describe cómo los electrones más cercanos al núcleo tienen una mayor atracción y cómo los electrones de valencia, que están más alejados, pueden verse afectados por el apantallamiento causado por los electrones de capas energéticas internas. Este fenómeno reduce la fuerza de atracción que el núcleo tiene sobre los electrones de valencia. Se menciona que la carga nuclear efectiva varía dependiendo de la distancia del electrón al núcleo y la cantidad de electrones que lo preceden, afectando su energía de ionización. Además, se ilustra con el ejemplo del helio, donde la energía necesaria para remover electrones varía debido al apantallamiento.

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Mindmap

Keywords

💡Carga nuclear efectiva

La 'carga nuclear efectiva' es la fuerza de atracción que los protones en el núcleo del átomo ejercen sobre los electrones, teniendo en cuenta el apantallamiento. En el vídeo, se explica que esta carga varía para electrones en diferentes capas energéticas debido al apantallamiento, siendo más fuerte para electrones más cercanos al núcleo y más débil para los de valencia.

💡Electrones

Los 'electrones' son partículas con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo del átomo. En el guion, se menciona que los electrones cerca del núcleo tienen una mayor atracción hacia los protones y que los electrones de valencia, que están más alejados, pueden verse afectados por el apantallamiento.

💡Neutrones

Los 'neutrones' son partículas neutrales que, junto con los protones, forman el núcleo del átomo. Aunque no se discuten exhaustivamente en el guion, son importantes para la estructura del átomo y la estabilidad nuclear.

💡Protones

Los 'protones' son partículas con carga positiva que se encuentran en el núcleo del átomo. Según el vídeo, son responsables de la 'carga nuclear efectiva' que retienen a los electrones en el átomo.

💡Apantallamiento

El 'apantallamiento' se refiere a cómo los electrones más cercanos al núcleo bloquean parcialmente la atracción entre los protones y los electrones de valencia. El guion ilustra esto con ejemplos, como la diferencia en la energía requerida para remover electrones en diferentes niveles energéticos.

💡Capas energéticas

Las 'capas energéticas' son regiones alrededor del núcleo donde se pueden encontrar los electrones en un átomo. El vídeo menciona que los electrones en las últimas capas energéticas, los de valencia, están más alejados y están más afectados por el apantallamiento.

💡Energía

La 'energía' es un concepto clave en el vídeo, ya que se relaciona con la cantidad de energía necesaria para remover electrones de un átomo, lo que varía según la 'carga nuclear efectiva'. Se da un ejemplo con el átomo de helio, donde se necesita diferente energía para remover electrones en diferentes niveles.

💡Número atómico

El 'número atómico' es el número de protones en el núcleo de un átomo, que define su identidad química. En el guion, se utiliza para calcular la 'carga nuclear efectiva' restando la constante de apantallamiento.

💡Constante de apantallamiento

La 'constante de apantallamiento' es un valor que se resta al número atómico para determinar la 'carga nuclear efectiva'. Variará dependiendo del electrón en cuestión y representa los efectos repulsivos de los otros electrones en el átomo.

💡Tabela periódica

La 'tabla periódica' es una herramienta utilizada para organizar los elementos químicos según sus propiedades. El vídeo menciona que hay una tendencia en la tabla periódica donde la 'carga nuclear efectiva' aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.

Highlights

La carga nuclear efectiva es la fuerza de atracción que los protones ejercen para retener los electrones en el átomo.

Los electrones de valencia, que están más alejados del núcleo, pueden tener una atracción insuficiente debido al apantallamiento.

El apantallamiento es la barrera creada por los electrones internos que reduce la atracción del núcleo hacia los electrones externos.

Los electrones más cercanos al núcleo tienen una mayor atracción y pueden obstaculizar la atracción hacia los electrones de valencia.

La carga nuclear efectiva varía para cada electrón dependiendo de la cantidad de electrones que lo preceden y su cercanía al núcleo.

La carga nuclear efectiva se define como la carga detectada por un electrón considerando la carga real y los efectos del apantallamiento.

La carga nuclear real se resta a la constante de apantallamiento para determinar la carga nuclear efectiva.

Los electrones del mismo subnivel energético pueden afectar la carga nuclear efectiva entre sí.

El ejemplo del helio muestra cómo la carga nuclear efectiva varía para electrones en diferentes niveles energéticos.

La energía requerida para remover electrones varía debido al apantallamiento y la distribución de la carga nuclear.

En la tabla periódica, la carga nuclear efectiva tiende a aumentar de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.

Los electrones más cercanos al núcleo tienen un mayor apantallamiento hacia los electrones de valencia.

La tendencia en la tabla periódica refleja cómo la carga nuclear efectiva se ve afectada por la configuración electrónica de los átomos.

El vídeo proporciona una explicación detallada de la carga nuclear efectiva y su relevancia en la química.

Se destaca la importancia del apantallamiento en la química atómica y su impacto en la estabilidad de los átomos.

El vídeo invita a los espectadores a interactuar y suscribirse para contenidos similares.

Transcripts

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carga nuclear efectiva

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si nos adentramos un poco a la

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estructura del átomo podemos ver que se

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compone de partículas negativas que son

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los electrones de partículas neutras que

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son los neutrones y de partículas

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positivas que son los protones pues bien

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estas partículas positivas se encuentran

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en el núcleo del átomo y como sabemos

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las cargas opuestas atraen entonces como

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la única carga que está en el núcleo es

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la positiva está en cierta manera

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retendrá los electrones que giran

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alrededor del átomo

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cuando hablamos de carga nuclear

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efectiva nos estamos refiriendo a la

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carga que ejercen los protones para que

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el átomo no pierda los electrones sin

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embargo hay que recordar que todos los

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elementos a excepción del hidrógeno

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cuentan con más de un electrón entonces

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ese exceso de electrones hace que

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algunos electrones no tengan la

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suficiente fuerza de atracción para

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poder ser retenidos por el núcleo esto

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pasa especialmente para los electrones

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de las últimas capas energéticas ya que

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estas son las que se encuentran más

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alejadas del núcleo que son los

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electrones de valencia y los electrones

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que están más cerca del núcleo recibirán

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más atracción que los electrones de

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valencia ya que éstos estorban a los

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electrones de valencia formando una

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barrera y esta barrera que hacen los

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electrones de las capas energéticas más

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cercanas al núcleo se les conoce como

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apantallamiento

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por ejemplo si tenemos un átomo que

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cuenta con varios electrones los que

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están más cercanos al núcleo tendrán una

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mayor atracción que los que se

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encuentran alejados del núcleo los del

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primer nivel energético serán más

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atraídos que los electrones de valencia

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que están en el último nivel energético

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esto es así porque entre menor sea la

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distancia entre el núcleo y los

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electrones mayor será su atracción pero

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además los electrones cercanos al núcleo

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estorbaran la atracción hacia los

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electrones más alejados y ya dijimos que

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a esto se le conoce como apantallamiento

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entonces dependiendo de a qué electrón

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querramos saber su carga nuclear

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efectiva ésta variará dependiendo de

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cuántos electrones estén antes que el

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cerca del núcleo esto por cuestiones de

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apantallamiento

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dicho esto podemos definir a la carga

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nuclear efectiva como la carga nuclear

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detectada por un electrón cuando se toma

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en cuenta tanto la carga nuclear real

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como los efectos repulsivos de otros

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electrones que es el apantallamiento

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y por si quedó un poco extraña la

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definición la carga nuclear efectiva que

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se denota de la siguiente manera

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se determina restando la carga nuclear

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real que está es el valor del número

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atómico menos la constante de

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apantallamiento que este valor cambiará

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de acuerdo a que el electrón querramos

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saber su carga nuclear efectiva

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también los mismos electrones del mismo

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sub nivel energético pueden afectar la

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carga nuclear efectiva por ejemplo si

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tenemos al helio que cuenta con 2

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electrones y dos protones si quisiéramos

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remover a un electrón necesitaríamos una

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energía de 3.94 por 10 a la menos 18

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jules y si quisiéramos desprender el

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otro electrón restante se necesitaría

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8.72 por 10 a la menos 18 jules para

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poder desprenderlo lo que podemos ver

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aquí es que para el primer caso se

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necesita menos energía ya que la fuerza

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de atracción del núcleo se divide para

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los dos electrones aunque se encuentren

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en el mismo sub nivel energético y por

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lo tanto se necesitaría menos energía

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porque hay apantallamiento del otro

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electrón

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ya para el segundo caso como ya no está

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este apantallamiento del otro electrón

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toda la atracción del núcleo se va para

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el único electrón que queda es por eso

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que se necesita más energía para poder

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removerlo

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entonces en este ejemplo vemos que hay

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apantallamiento para electrones del

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mismo sub nivel energético

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algo importante a mencionar es que entre

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más cerca estén los electrones del

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núcleo mayor será su apantallamiento

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hacia los otros electrones entonces los

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electrones cercanos al núcleo a pantalla

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eran más a los electrones de valencia

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que los mismos electrones de valencia

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entre sí

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ya por último cabe mencionar que existe

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una tendencia en la tabla periódica para

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los elementos representativos

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que aumenta su carga nuclear efectiva de

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izquierda a derecha y también aumenta de

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abajo hacia arriba

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