Otras carreras Quimica, configuración electrónica.

[Cuculucu]

Hola.
Quisiera saber si alguien pudiese explicarme teoricamente, el ¿por qué? del diagrama de Linus Pauling.
Como funciona en otras palabras y por que es asi.
Saludos.

[aLFRe]

Re: Quimica, configuración electrónica.

Hola.
Quisiera saber si alguien pudiese explicarme teoricamente, el ¿por qué? del diagrama de Linus Pauling.
Como funciona en otras palabras y por que es asi.

Como ya sabes los electrones ocupan orbitales atómicos
y como son fermiones y cumplen el principio de exclusión de Pauli
en cada orbital atómico sólo puede haber 2 electrones como máximo
( uno con proyección de spin +1/2 y otro con proyección del spin -1/2 )

Los números cuánticos que describen cada orbital como ya sabes son
n - número cuántico principal que sirve como prefijo
l - número cuántico secundario ( el del momento angular )
m - número cuántico magnético.
Las reglas para obtener los valores de los números cuánticos son
a) Para n, enteros a partir de 1 inclusive
b) Para l, enteros de 0 a (n-1) y éste da nombre al orbital ( l=0 es s, l=1 es p, l=2 es d, l=3 es f, etc)
c) Para m, enteros de -l a +l

La razón de la forma en que se van ocupando los distintos orbitales es energética.
En el estado fundamental los orbitales de menor energía deben de ser ocupados
antes que los orbitales de mayor energía, creo que a esto se le llamaba "Aufbau".
Esto tiene una regla memotécnica que consiste en escribir una matríz
con los distintos orbitales - agrupando aquellos que tienen el mismo l
y distintos m porque están degenerados en energía y se trazan líneas a 45º )

AÑADIDO: La primera cosa que te llama la atención es que según este orden el orbital 4s se empieza a llenar
antes que el 3d. La razón de esto ya te he comentado antes es energética y te la explico un poco más abajo,
pero como regla recibe el nombre de regla de Madelung y consiste en que la cantidad que determina el orden de llenado
no es el menor valor del número cuántico principal n sino el menor valor de la suma (n + l )
que se relaciona con el número de nodos del orbital.
Para el 4s n= 4 y l= 0 por lo que n+l= 4
Para el 3d n= 3 y l= 2 por lo que n+l= 5
por lo cual se llena antes el 4s

Cuando la regla de MAdelung no proporciona un criterio claro se llena antes el de menor n
Para el 3d n= 3 y l= 2 por lo que n+l= 5 y n=3
Para el 4p n = 4 y l= 1 por lo que n+l= 5 y n=4
por lo cual se llena antes el 3d

Espero que te haya servido de algo y te envío un saludo.

NOTA : sobre el tema de los nodos me lo voy a repasar en casa porque me ha entrado la duda.
Recuerdo que había n-1 nodos esto es valores del radio para los cuales la probabilidad se hacía 0
y luego había un número de nodos angulares, el orbital p tiene l= 1 y 1 nodo angular
pero no estoy muy seguro de como calcular el número de nodos del orbital.
Bueno lo dicho me lo miro en los libros en casa y otro día te lo comento.

[aLFRe]

Re: Quimica, configuración electrónica.

Efectivamente he metido la pata.
Lo he estado mirando por el "Química General" de Mahan.

1. El número total de nodos en un orbital atómico es n-1
2. El número de nodos angulares ( nodos que aparecen para cualquier valor de r
a un cierto valor del ángulo es l
3. Por tanto, el número de nodos radiales ( nodos que aparecen para ciertos valores de r)
es n-l-1

El argumento que te he dado no es muy correcto y leido queda confuso.

Cuando quieres obtener la estructura electrónica de un átomo de número atómico Z
- multielectrónico - se van situando electrones en un proceso imaginado
según el diagrama que mencionas
y el criterio del trazado es energético
( en general la energía del orbital - negativa puesto que es un estado ligado -
va aumentando - haciéndose menos negativa - con el número cuántico principal n
- en realidad creo que iba como [tex]\frac{1}{n^2} - )
pero para los átomos de bajo Z los orbitales 3d están más altos
que los 4s por lo cual estos se llenan antes.

Sin embargo y viendo las gráficas del Mahan, para átomos multielectrónicos
de mayor Z los orbitales 3d están más bajos que los 4s
pero aún así vuelven a ser ocupados antes los 4s.
Además cuando se ionizan los electrones que se pierden son los 4s y no los 3d.

He estado repasando un poco los libros que tengo en casa y no te puedo
explicar esto de forma clara.
No encuentro la regla de Madelung que te he citado,
estará bajo un tocho de papelajos y no lo veo muy claro.
Intentaré consultar algún libro más y ponerlo aquí bién.
De momento quédate con las dos ideas que te he comentado.

Solicitando benevolencia para este humilde aprendiz, te envío un saludo.

[Cuculucu]

Re: Quimica, configuración electrónica.

Gracias por la respuesta.

Si, yo se como hacer los ejercicios de la configuración electrónica, nada más que buscaba saber la teoria de porque Pauling hizo dicho esquema asi.

Saludos.