Configuración electrónica: Regla de las diagonales

Configuración electrónica: Regla de las diagonales.

La configuración electrónica del átomo de un elemento corresponde a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía. Aunque el modelo de Scrödinger es exacto sólo para el átomo de hidrógeno, para otros átomos es aplicable el mismo modelo mediante aproximaciones muy buenas.

La manera de mostrar cómo se distribuyen los electrones en un átomo, es a través de la configuración electrónica. El orden en el que se van llenando los niveles de energía es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. El esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo podemos tener utilizando la regla de la diagonal, para ello debes seguir atentamente la flecha del esquema comenzando en 1s; siguiendo la flecha podrás ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.

Conclusiones: Este método nos sirve ya que es fácil y practico, para saber el orden de los orbitales a la hora de realizar una configuración electrónica de cierto elemento.

Ecuación de onda (Schrödinger)

Ecuación de onda

El desarrollo de la física cuántica a introducido nuevas formas de comprender los fenómenos que rodean el comportamiento de las partículas elementales. Se ha visto que las ondas electromagnéticas poseen cualidades de partículas energéticas, así como los electrones poseen propiedades de ondas, es decir, es posible asignarles una frecuencia angular y una constante de movimiento determinada, pero además es imposible establecer un punto exacto del espacio donde se encuentra la partícula. La fusión definitiva que cuantifica estas ideas, a sido conseguida gracias a estudios científicos desarrollados por Erwin Schrodinger, llamádola ecuación de onda, la cual incluye en comportamiento ondulatorio de las partículas y la fusión de la probabilidad de su ubicación.

Es cierto que la búsqueda de la solución de esta ecuación es en el extremo complicada, pero para situaciones reales es de gran utilidad para establecer un estudio matemático riguroso de modelos físicos.

Postulados de la ecuación

1. - Cada partícula del sistema físico se describe por medio de una onda plana descrita por una funcio denotada por Y(x, y, z, t); esta función y sus derivadas parciales son continuas, finitas y de valores simples.

2. - Las cantidades clásicas de la energía (E) y del momentum (P), se relacionan con operadores de la mecánica cuántica definida de la siguiente manera.

3. - La probabilidad de encontrar una partícula con la función de onda en el espacio viene dada por:

Donde Y *(x, y, z, t) es la conjugada compleja de Y (x, y, z, t) y se cumple que

Y (x, y, z, t) Y *(x, y, z, t) = | Y (x, y, z, t)|².

Formas geométricas de los orbitales (s,p,d,f)

En el modelo cuántico del átomo ya no se consideran válidas las órbitas de Bohr, por lo tanto, no es correcto imaginar a los electrones girando en circunferencias alrededor del núcleo del átomo. 

En lugar de las órbitas de Bohr, en el modelo cuántico se consideran los orbitales, que son regiones del espacio alrededor del núcleo donde se mueven los electrones. Estos orbitales tienen formas geométricas determinadas, dependiendo del subnivel al que corresponden. En cada tipo de subnivel (s, p, d, f) hay un número determinado de orbitales y en cada orbital puede haber un máximo de dos electrones.

Subnivel s, 1 orbital, 2 electrones.
Subnivel p, 3 orbitales, 6 electrones.
Subnivel d, 5 orbitales, 10 electrones.
Subnivel f, 7 orbitales, 14 electrones.

La geometría del orbital correspondiente a un subnivel s es esférica. Esto significa que los dos electrones que van en este orbital se mueven en el interiorde una región esférica. En el centro de la esfera se encuentra el núcleo del átomo.

La geometría de los tres orbitales correspondientes a un subnivel p es bilobular (tienen dos lóbulos). En cada uno de estos orbitales van dos electrones, sumandoseis electrones en total. En el centro de cada figura se encuentra el núcleo del átomo.

La geometría de los cinco orbitales correspondientes a un subnivel d es tetralobular (tienen cuatro lóbulos), excepto uno que es bilobular con anillo. Encada uno de estos orbitales van dos electrones, sumando diez electrones en total. En el centro de cada figura se encuentra el núcleo del átomo.

La geometría de los siete orbitales correspondientes a un subnivel f es octalobular en cuatro de ellos (tienen ocho lóbulos) y bilobular con anillos en tres de ellos. En cada uno de estos orbitales van dos electrones, sumando catorce electrones en total. En el centro de cada figura se encuentra el núcleo del átomo.

Conclusiones: Cada orbital tiene diferente forma geométrica que varia dependiendo los subniveles que tenga el átomo. 

Niveles de energía

En química, se asocian niveles energéticos con orbitales, para relacionar la distribución espacial de la carga eléctrica con la reactividad. De especial importancia son los niveles energéticos del HOMO (orbital molecular más alto ocupado) y del LUMO (orbital molecular más bajo vacío). 
Los niveles de energía son los electrones que están girando alrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta. En efecto; en las capas muy próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre éste y los electrones es muy fuerte, por lo que estarán fuertemente ligados.


Conclusiones: Como se ve en la imagen se observan las capas del átomo , y se observa el numero de electrones que poseen según el nivel en donde estén, entre mas cerca este al núcleo mas atracción habrá ya que están fuertemente ligados.

Orbitales atómicos

El nombre de orbital también atiende a la función de onda en representación de posición independiente del tiempo de un electrón en una molecula. En este caso se utiliza el nombre órbita molecular.

La combinación de todos los orbitales atómicos dan lugar a la corteza electrónica representado por el modelo de capas electrónico. Este último se ajusta a los elementos según la configuración electrónica correspondiente.

Comentarios: El orbital representa en la función de onda la posición de un electrón en una molécula, y la combinación de todos ellos dan lugar a la corteza electrónica que es representado por el modelo de capas electrónico, y nos sirve para realizar la configuración electrónica de los elementos.

Fuego.

Concepto de fuego

El fuego es un proceso de oxidación violenta de una materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor y gases. Es un proceso muy exotermico.

Se necesitan segun la teoria del triangulo del fuego, tres cosas para su existencia:

1. Combustible, usualmente algun compuesto orgánico, como el carbon, madera, plastico, gases de hidrocarbono, gasolina, etc.

2. Comburente (Oxigeno del aire)
3. Energia de activacion, que se puede obtener con una chispa, temperatura elevada u otra llama.