5.17: Diagramas de Llenado Orbital y Regla de Hund
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¿Alguna vez te has preguntado qué significan esas señales de límite de carga en un puente?
El letrero anterior significa que no se permite nada más de cinco toneladas porque va a hacer daño a la estructura. Hay límites a la cantidad de peso que un puente puede soportar, hay límites en el número de personas que pueden ocupar una habitación de manera segura, y hay límites a lo que puede entrar en un orbital de electrones.
Regla del perro
La última de las tres reglas para construir arreglos de electrones requiere que los electrones se coloquen uno a la vez en un conjunto de orbitales dentro del mismo subnivel. Esto minimiza las fuerzas repulsivas naturales que un electrón tiene para otro. La regla de Hund establece que los orbitales de igual energía están ocupados cada uno por un electrón antes de que cualquier orbital sea ocupado por un segundo electrón, y que cada uno de los electrones individuales debe tener el mismo giro. La siguiente figura muestra cómo un conjunto de tres\(p\) orbitales se llena con uno, dos, tres y cuatro electrones.
Diagramas de llenado orbital
Un diagrama de llenado orbital es la forma más visual de representar la disposición de todos los electrones en un átomo en particular. En un diagrama de llenado orbital, los orbitales individuales se muestran como círculos (o cuadrados) y los orbitales dentro de un subnivel se dibujan uno al lado del otro horizontalmente. Cada subnivel está etiquetado por su nivel de energía principal y subnivel. Los electrones se indican mediante flechas dentro de los círculos. Una flecha que apunta hacia arriba indica una dirección de giro, mientras que una flecha hacia abajo indica la otra dirección. Los diagramas de llenado orbital para hidrógeno, helio y litio se muestran en la siguiente figura.
Según el proceso de Aufbau, los subniveles y orbitales se llenan de electrones en orden de aumentar la energía. Dado que el\(s\) subnivel consiste en un solo orbital, el segundo electrón simplemente se empareja con el primer electrón como en helio. El siguiente elemento es el litio y requiere el uso del siguiente subnivel disponible, el\(2s\).
El diagrama de llenado para carbono se muestra en la siguiente figura. Hay dos\(2p\) electrones para el carbono y cada uno ocupa su propio\(2p\) orbital.
El oxígeno tiene cuatro\(2p\) electrones. Después de que cada\(2p\) orbital tenga un electrón en él, el cuarto electrón se puede colocar en el primer\(2p\) orbital con un espín opuesto al del otro electrón en ese orbital.
Resumen
- La regla de Hund especifica el orden de llenado de electrones dentro de un conjunto de orbitales.
- Los diagramas de llenado orbitales son una forma de indicar localizaciones de electrones en orbitales.
Revisar
- Regla del perro del estado.
- ¿Qué es un diagrama de llenado orbital?
- ¿Es correcto el diagrama de la siguiente figura? Explica tu respuesta.
Figura\(\PageIndex{6}\) (Crédito: Joy Sheng; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window)) - ¿Es correcto el diagrama de la siguiente figura? Explica tu respuesta.
Figura\(\PageIndex{7}\) (Crédito: Joy Sheng; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window))