- ¿Qué es el diagrama de Moeller?
- ¿Cómo funciona el Diagrama de Moeller?
- Para qué sirve la configuración electrónica
- ¿Qué es la configuración electrónica?
- Las capas electrónicas o niveles electrónicos
- Las subcapas electrónicas
- Los números cuánticos
- ¿Cómo se representa el diagrama de Moeller?
- ¿Cómo llevar a cabo la representación gráfica de Moeller?
- Elementos del diagrama de Moeller
- Pasos básicos para su realización
- Ejemplos y excepciones
- Ejemplo 1: Oxígeno (Z = 8)
- Ejemplo 2: Hidrógeno (Z = 1)
- Ejemplo 3: Calcio (Z = 20)
- Ejemplo 4: Nitrógeno (Z =7)
- Ejemplo 5: Cloro (Z = 17)
- ¿Por qué es importante conocer el diagrama de Moeller?
- Excepciones al diagrama de Moeller
- Continuar leyendo
El Diagrama de Moeller o método de la lluvia fue desarrollado por el científico Erwin Madelung en el año de 1991. Este avance en la ciencia es considerado una herramienta de vital importancia en el campo del estudio la química moderna de la estructura electrónica, en donde se usa para poder describir las configuraciones que poseen los elementos de la tabla periódica en función del número de electrones en su nube circundante, permitiendo predecir el comportamiento de un elemento o de un compuesto ante ciertas condiciones en función de su interacción con otras sustancias de distinto origen. Este es uno de los pasos fundamentales para comprender la química básica, considerado uno de los primeros temas a estudiar en cualquier Universidad.
En este diagrama esquemático, se puede visualizar la disposición y orden electrónico que se encuentran en los distintos orbitales atómicos que se encuentran en los elementos químicos, en función de un conjunto de reglas específicas que especifican cómo se llenan los orbitales atómicos de las sustancias para estructurar las configuraciones electrónicas para cada elemento, permitiendo comprender su comportamiento a base de condiciones proporcionadas. A continuación, se aprenderá sobre el concepto del Diagrama de Moeller en Química y sobre cómo este diagrama permite describir los orbitales atómicos de las sustancias y su número cuántico secundario al resaltar la importancia de la nube electrónica de los compuestos y elementos químicos.
¿Qué es el diagrama de Moeller?
El Diagrama de Moeller o método de la lluvia es considerado una herramienta gráfica de vital importancia en química general en donde se lleva a cabo el llenado de los electrones de las capas y subcapas que poseen los átomos para cada elemento, permitiendo entender la configuración electrónica de un átomo. En este tipo de Diagrama se describe la organización de los electrones para comprender los comportamientos y propiedades más características de las sustancias de la tabla periódica en función de la regla de Madelung.
En los átomos, se distribuyen los electrones en distintos niveles energéticos, los cuales se pueden representar a partir de los números cuánticos a partir de la regla general. Mientras el número atómico aumenta, se añaden más electrones, siguiendo una distribución específica para poder visualizarlo en el diagrama energético en cada caso. Ingresa en nuestra plataforma si deseas hacer trabajos universitarios o hacer TFG relacionados con el Diagrama de Moeller.
¿Cómo funciona el Diagrama de Moeller?
El método gráfico y nemotécnico se caracteriza por el trazo de las diagonales por las columnas de cada orbital, en donde se sigue la dirección de la flecha para establecer un orden correcto para el elemento bajo estudio. Los electrones se organizan en capas y subcapas en función de su nivel energético. Los niveles de energía se subdividen en orbitales con distintas formas. Los orbitales en este tipo de diagramas se suelen representar a partir de las letras s, p, d y f, los cuales poseen un número específico de electrones para cada elemento o compuesto que se analice. En los orbitales s se tienen 2 electrones, en los orbitales p, se tienen 6 electrones, en los orbitales d se tienen 10 electrones y en los orbitales f, se tienen 14 electrones para dar forma a la configuración electrónica.
Regla de Madelung y el orden de llenado
El orden para llenar los orbitales atómicos siguen los lineamientos dados por la regla de las diagonales, método de Madelung, el cual permite indicar el orden en el cual los electrones deben ocupar los espacios en los subniveles energéticos en función de su espín, estados, número cuántico secundario, entre otros. La regla establece que los electrones ocupan los orbitales con respecto al valor que se obtenga de la suma de cada número cuántico n (nivel principal) y l (subnivel).
Número cuántico principal y subcapas
Cada una de las capas que poseen los electrones se relaciona con un número cuántico específico (n) en función de la regla de Madelung, el cual permite indicar el nivel energético que poseen los electrones en su capa. Como ejemplo, se tiene que el primer nivel energético del átomo posee el número cuántico n = 1, el nivel segundo posee un número cuántico de 2, y así sucesivamente según se vaya avanzando en su análisis a partir de los elementos de la tabla periódica. Cada una de las subcapas se relaciona con un número cuántico l, el cual especifica la forma que posee el orbital.
Para qué sirve la configuración electrónica
La configuración electrónica es la forma en la cual los átomos de los elementos se redistribuyen en el núcleo de los átomos. Según se especifica en el modelo mecánico cuántico de los átomos, la configuración electrónica señala los niveles y subniveles energéticos en los cuales los electrones están ordenados bajo un arreglo definido. Saber cómo está distribuida la configuración electrónica permite predecir cómo interactúan los átomos con los elementos y sustancias importantes debido a que los electrones en los niveles externos participan en las reacciones de síntesis de las sustancias químicas, generando configuraciones diferentes de acuerdo con el caso y las condiciones de la reacción.
¿Qué es la configuración electrónica?
Permite indicar la forma en la cual se estructuran los electrones y organizan en los átomos en función del modelo de las capas electrónicas, en donde se expresan las funciones de onda del sistema, generando un producto de orbitales antisimétrico. El orden lo determina la energía del orbital, la cual sigue la secuencia que se muestra en el Diagrama de Moeller.
¿Cómo llevar a cabo la representación gráfica de Moeller?
En un diagrama de Moeller está representado por un conjunto de flechas diagonales, las cuales indican el orden en el cual se llena cada orbital característico. Entre sus principales características, se tienen:
Ejemplos y excepciones
Entre algunos ejemplos importantes que se pueden tener en consideración durante la aplicación del Diagrama de Moeller, se tienen los siguientes:
¿Por qué es importante conocer el diagrama de Moeller?
El Diagrama de Moeller es sumamente importante para aquellos estudiantes que estén empezando sus estudios de Química General, ya que permite comprender cómo están organizados los electrones en el átomo y cómo estos modifican las propiedades químicas de los elementos y compuestos. Esta es una herramienta importante en la enseñanza de la química y en la electrónica de los átomos, ya que brinda un método a detalle y sistémico para poder determinar la configuración electrónica de todos los elementos de la tabla periódica.
Excepciones al diagrama de Moeller
A pesar de que el Diagrama de Moeller es sumamente útil para estudiar la configuración electrónica de los elementos, existen diversas excepciones a esta regla. Muchos elementos como el cromo y el cobre no siguen el orden de llenado que es predicho por el diagrama por factores relacionados con la estabilidad estérica y energética de los elementos, los cuales se obtienen una vez se hayan llenado los orbitales.
Puntos Claves: Diagrama de Moeller
Entre algunos de los puntos más importantes a tener en cuenta para poder comprender y utilizar el Diagrama de Moeller, son los que se nombran a continuación:
- El Diagrama de Moeller sigue la regla de la diagonal para llenar cada uno de los orbitales atómicos de un elemento.
- Es importante para comprender la configuración electrónica atómica de los elementos, siendo uno de los temas básicos que se deben estudiar cuando se elige carrera relacionada con la Química.
- Muchos elementos tienen excepciones a esta regla, no siendo aplicable para algunos y poseyendo una configuración característica diferente a todas las demás.
El diagrama de Moeller es considerado una herramienta importante para el estudio de la química contemporánea, el cual ayuda a entender la electrónica de los átomos al brindar la manera fácil de comprender el llenado de cada orbital atómico. La trascendencia del Diagrama de Moeller radica en el conocimiento y los avances en la ciencia de la Química Moderna.
Alejandro Manido
Autor del artículo
Alejandro, colaborando con varios escritores, mantiene un blog en Aprobare, donde es responsable de sus publicaciones y destaca por su estilo único y perspicaz en la escritura. Es parte del equipo de autores de Aprobare.