* ORBITAL ATOMICO
Orbitales atómicos y moleculares. El esquema de
la izquierda es la regla de Madelung para determinar la secuencia
energética de orbitales. El resultado es la secuencia inferior de la imagen.
Hay que tener en cuenta que los orbitales son función de tres variables, la
distancia al núcleo, r y dos ángulos. Las imágenes sólo representan la
componente angular del orbital.
Un orbital atómico es
una determinada función de onda, espacial e independiente del
tiempo a la ecuación de Schrödinger para el caso de un
electrón
sometido a un potencial coulombiano. La elección de tres
números cuánticos en la solución general señalan unívocamente a un estado
monoelectrónico posible.
Estos tres números cuánticos
hacen referencia a la energía total del electrón, el momento angular orbital y la proyección del
mismo sobre el eje z del sistema del laboratorio y se denotan por
El nombre de orbital también
atiende a la función de onda en representación de posición independiente del
tiempo de un electrón en una molécula.
En este caso se utiliza el nombre orbital
molecular.
Formas de los orbitales
Por simplicidad, se recogen las formas de la parte angular de los
orbitales, obviando los nodos radiales, que siempre tienen forma esférica.
Orbital s
El orbital s tiene simetría esférica alrededor del núcleo atómico. En la figura siguiente se muestran
dos formas alternativas para representar la nube electrónica de un orbital s:
en la primera, la probabilidad de encontrar al electrón (representada por la
densidad de puntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la
segunda, se representa el volumen esférico en que el electrón pasa la mayor
parte del tiempo y por ultimo se observa el electrón.
Orbital p
La forma geométrica de los orbitales p es la de dos esferas achatadas hacia
el punto de contacto (el núcleo atómico) y orientadas según los ejes de
coordenadas. En función de los valores que puede tomar el tercer número
cuántico ml (-1, 0 y 1) se obtienen los tres orbitales p simétricos
respecto a los ejes x, z e y. Análogamente al caso
anterior, los orbitales p presentan n-2 nodos radiales en la densidad
electrónica, de modo que al incrementarse el valor del número cuántico
principal la probabilidad de encontrar el electrón se aleja del núcleo atómico.
El orbital "p" representa también la energía que posee un electrón y
se incrementa a medida que se aleja entre la distancia del núcleo y el orbital.
Orbital d
Los orbitales d tienen formas más diversas
cuatro de ellos tienen forma de 4
lóbulos de signos alternados (dos planos nodales, en diferentes orientaciones
del espacio), y el último es un doble lóbulo rodeado por un anillo (un doble
cono nodal). Siguiendo la misma tendencia, presentan n-3 nodos radiales.
Orbital f
Los orbitales f tienen formas aún más exóticas, que se pueden derivar de
añadir un plano nodal a las formas de los orbitales d. Presentan n-4 nodos
radiales.
* ELECTRON DIFERENCIAL
Se llama electrón diferencial, al electrón que se añade al pasar de un
elemento al siguiente. Dicho de otra forma, al ultimo e- de un átomo.
Como el proton es una carga positiva, esto implica un aumento en una
carga positiva y como el atomo es electricamente neutro (a menos que sea
un ion) entonces tiene que agregarse un electron negativo.
Es decir que el electron diferencial es el electron mas alejado o el ultimo electron que se "agrega" al atomo.
Es decir que el electron diferencial es el electron mas alejado o el ultimo electron que se "agrega" al atomo.
* CONFIGURACION VECTORIAL
Consiste en la distribución de los electrones en los diferentes orbitales de un átomo, y para desarrollarla se aplica la Regla de las Diagonales: Se
toman las flechas de arriba hacia abajo y del extremo superior a la
punta, una tras otra. Así que en cada orbital, se deberán llenar con 2
electrones máximo ( Primero el orbital 1s= 2e-; después 2s= con 2e-;
después el 2p= 6e- <aquí recordemos que el subnivel
p tiene 3 elipces, cada una se llena con 2e->y asi sucesivamente
hasta llegar a los subniveles u orbitales d con 10e- <debido a que
contiene 5 elipces> y los subniveles f con 14 e- <pues tiene 7
elipces>; realizaremos este llenado hasta que completemos el número
de electrones que contiene el átomo).
Los elementos tendrán una terminación en
su configuración electrónica de acuerdo a su posición en la tabla
periódica. El último nivel de la configuración electrónica coincide con
los periodos del elemento considerado siempre y cuando esté en los
bloques “s” o “p”; mientras que en el “d” se resta una unidad y en el “f
” se le restan 2 unidades al periodo correspondiente.
* ALCOHOLES
En química se denomina alcohol a aquellos compuestos químicos orgánicos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente a un átomo de carbono. Si contienen varios grupos hidroxilos se denominan polialcoholes.
Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en
función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de
carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo.
A nivel del lenguaje popular se utiliza para indicar comúnmente una bebida alcohólica, que presenta etanol, con formula química CH3CH2OH.
Nomenclatura
- Común (no sistemática): anteponiendo la palabra alcohol y sustituyendo el sufijo -ano del correspondiente alcano por -ílico. Así por ejemplo tendríamos alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, etc.
- IUPAC: sustituyendo el sufijo -ano por -ol en el nombre del alcano progenitor, e identificando la posición del átomo del carbono al que se encuentra enlazado el grupo hidroxilo.
- Cuando el grupo alcohol es sustituyente, se emplea el prefijo hidroxi-
- Se utilizan los sufijos -diol, -triol, etc., según la cantidad de grupos OH que se encuentre.
Formulación
Los monoalcoholes derivados de los alcanos responden a la fórmula general CnH2n+1OH .
Propiedades generales
Los alcoholes suelen ser líquidos incoloros de olor característico, solubles en el agua en proporción variable y menos densos
que ella. Al aumentar la masa molecular, aumentan sus puntos de fusión y
ebullición, pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente (p.e. el
pentaerititrol funde a 260 °C). A diferencia de los alcanos de los que
derivan, el grupo funcional hidroxilo permite que la molécula sea
soluble en agua debido a la similitud del grupo hidroxilo con la
molécula de agua y le permite formar enlaces de hidrógeno.
Propiedades químicas de los alcoholes
Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases gracias a que el
grupo funcional es similar al agua, por lo que se establece un dipolo muy parecido al que presenta la molécula de agua.
Por un lado, si se enfrenta un alcohol con una base fuerte o con un hidruro de metal alcalino se forma el grupo alcoxi,
en donde el grupo hidroxilo se desprotona dejando al oxígeno con carga
negativa. La acidez del grupo hidroxilo es similar a la del agua, aunque
depende fundamentalmente del impedimento estérico y del efecto inductivo. Si un hidroxilo se encuentra enlazado a un carbono terciario, éste será menos ácido que si se encontrase enlazado a un carbono secundario, y a su vez éste sería menos ácido que si estuviese enlazado a un carbono primario, ya que el impedimento estérico impide que la molécula se solvate de manera efectiva.
Fuentes
Muchos alcoholes pueden ser creados por fermentación de frutas o granos con levadura, pero solamente el etanol es producido comercialmente de esta manera, principalmente como combustible y como bebida. Otros alcoholes son generalmente producidos como derivados sintéticos del gas natural o del petróleo.
Usos
Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en la ciencia como disolventes y combustibles. El etanol y el metanol pueden hacerse combustionar de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil.
Por su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no
polares, el etanol es utilizado frecuentemente como disolvente en
fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis orgánica.
Alcoholes primarios, secundarios y terciarios
- Alcohol primario: los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no pueden formar carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solución hasta que es atacado por el ion cloruro. Con un alcohol primario, la reacción puede tomar desde treinta minutos hasta varios días.
- Alcohol secundario: los alcoholes secundarios tardan menos tiempo, entre 5 y 20 minutos, porque los carbocationes secundarios son menos estables que los terciarios.
- Alcohol terciario: los alcoholes terciarios reaccionan casi instantáneamente, porque forman carbocationes terciarios relativamente estables.
