209 Química

 Método de la lluvia

    Este te permite saber que numero cuántico y que orbital es el que viene, y así poder llenar los orbitales con electrones. Es el método usado en química para describir la configuración electrónica de los elementos tomando en cuenta su número atómico. Se usa para ubicar al elemento en la tabla periódica sacando su grupo y periodo.

1s2

2s2 p6

3s2 p6 d10

4s2 p6 d10 f14

5s2 p6 d10 f14

6s2 p6 d10 f14

Método Atómico Actual

    Entre los conocimientos actuales o no sobre el átomo, que han mantenido su veracidad, se consideran los siguientes:
  1. La presencia de un núcleo atómico con las partículas conocidas, la casi totalidad de la masa atómica en un volumen muy pequeño.
 2.  Los estados estacionarios o niveles de energía fundamentales en los cuales se distribuyen los electrones de acuerdo a su contenido energético.
 3.  La dualidad de la materia (carácter onda-partícula), aunque no tenga consecuencias prácticas al tratarse de objetos de gran masa. En el caso de partículas pequeñas (electrones) la longitud de onda tiene un valor comparable con las dimensiones del átomo.
 4.  La probabilidad en un lugar de certeza, en cuanto a la posición, energía y movimiento de un electrón, debido a la imprecisión de los estudios por el uso de la luz de baja frecuencia.

     Fue Erwin Schrödinger, quien ideó el modelo atómico actual, llamado "Ecuación de Onda", una fórmula matemática que considera los aspectos anteriores. La solución de esta ecuación, es la función de onda (PSI), y es una medida de la probabilidad de encontrar al electrón en el espacio. En este modelo, el área donde hay mayor probabilidad de encontrar al electrón se denomina orbital.

     El valor de la función de onda asociada con una partícula en movimiento esta relacionada con la probabilidad de encontrar a la partícula en el punto (x,y,z) en el instante de tiempo t.

En general una onda puede tomar valores positivos y negativos. una onda puede representarse por medio de una cantidad compleja.

     Por ejemplo en el campo eléctrico de una onda electromagnética. Una probabilidad negativa, o compleja, es algo sin sentido.

     Esto significa que la función de onda no es algo observable. Sin embargo el módulo (o cuadrado) de la función de onda siempre es real y positivo. Por esto, se le conoce como la densidad de probabilidad.

     La función de onda depende de los valores de tres (03) variables que reciben la denominación de números cuánticos. Cada conjunto de números cuánticos, definen una función específica para un electrón.

                                             Interacción entre Protones y Neutrones

     Las interacciones de las partículas elementales permiten mantener la estabilidad del núcleo. Según el modelo atómico de Rutherford, los electrones giran alrededor del núcleo, lo cual hace que genere una fuerza centrípeta que tiene la tendencia de alejar a los electrones; sin embargo, estos no escapan debido a la atracción que ejerce la carga positiva de los protones en el núcleo. Esta interacción electron-proton puede explicar la estabilidad del átomo

     No obstante, los científicos de la época de Rutherford conocían que cualquier partícula con carga eléctrica en movimiento pierde energía al girar, por lo que los electrones en movimiento según el modelo atómico nuclear finalmente perderían energía y se precipitaran sobre el núcleo y lo destruirán.

    Rutherford no pudo dar una explicación adecuada para sostener se modelo atómico, por lo que este hecho constituyo una de sus fallas principales.

    Por tal razón, Niels Bohr propuso en 1913 su teoría como una respuesta posible que explica la estabilidad del átomo. Sugirió que los electrones al moverse por dentro de una misma orbita no perdían ni ganaban energía, por lo que al girar continuamente alrededor del núcleo no colapsaría entre si.  

  

Interacciones entre nucleones

    Los nucleones, al mantenerse juntos, permiten la estabilidad el núcleo. Sin embargo, una pregunta interesante: ? Como se pueden mantener juntos los protones en el núcleo si sus cargas eléctricas son iguales y deberían causar una repulsión eléctrica que terminara desintegrando el núcleo atómico? La respuesta a esta pregunta la dio en 1935 Hiedki Yukawa (1907-1981).

    Evidentemente, debe existir una fuerza que supere esta tendencia de repulsión de los protones: se denomina Fuerza Nuclear Fuerte y actúa entre partículas subatómicas que están muy cercanas entre si, como en el caso de los protones y neutrones en el núcleo. Esta fuerza es superior a la fuerza eléctrica que tiende separar los protones de uno de otro. La fuerza  nuclear mantiene las interacciones proton-proton, proton-neutron y neutrón-neutrón, de modo que el núcleo atómico se mantiene estable. Sin embargo, debido a que a la fuerza nuclear fuerte solo se da entre protones y neutrones vecinos, la estabilidad del átomo despende de su tamaño.

    Los núcleos de átomos muy grandes tienden a ser menos estables que los pequeños. Esto se debe a que mientras mas grande se el átomo, mayor será el numero de protones en el núcleo que se tienen que estabilizar, y en un átomo grande no todos los nucleones son vecinos. Estos casos, las fuerzas nucleares son superadas por las eléctricas, por lo que el núcleo se desintegra emitiendo partículas subatómicas, fenómeno conocida como radiactividad.

    El metodo de la lluvia es el método usado en química para describir la configuración electrónica de los elementos tomando en cuenta su número atómico. Se usa para ubicar al elemento en la tabla sacando su grupo y periodo... y es usado para muchas cosas más.

    Así sucesivamente, donde al S le caben dos electrones, al p le caben 6 electrones, al d le caben 10 electrones y al F le caben 14 electrones un ejemplo para esto es:

    Na (Z=11)= 1S (2) 2S (2) 2p (6) 3s (1) los números que están en paréntesis son los números a los q esta elevado la letra, la sumatoria de estos números debe ser igual al numero atómico del elemento (Z)

    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.

    Escribiendo configuraciones electrónicas

Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario:

• Saber el número de electrones que el átomo tiene; basta conocer el número atómico (Z) del átomo en la tabla periódica. Recuerda que el número de electrones en un átomo neutro es igual al número atómico (Z = p+).
• Ubicar los electrones en cada uno de los niveles de energía, comenzando desde el nivel más cercano al núcleo (n = 1).
• Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (s = 2e-, p = 6e-, d = 10e- y f = 14e-). 

Ejemplo:

     Los orbitales se llenan en orden creciente de energía, con no más de dos electrones por orbital, según el principio de construcción de Aufbau.

     Litio (Z = 3). Este elemento tiene 3 electrones. Empezaremos llenando el orbital de menor energía con dos electrones que tendrán distinto spin (ms). El electrón restante ocupará el orbital 2s, que es el siguiente con menor energía:

  



  Por el método de la lluvia se llena en el siguiente orden (1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s... es cono si pasaras una flecha diagonal leyendo de derecha a izquierda.