La imagen sabatina LIX

Muy buenas a todos. Con una ligera demora, volvemos con la imagen sabatina. En esta ocasión, os deseamos una feliz navidad, una feliz navidad radiactiva...

Este ''árbol de Navidad'' es una parodia del diagrama de Moeller. La configuración electrónica, el ordenamiento que siguen los electrones alrededor de un núcleo atómico según el modelo de capas electrónicas, se rige siguiendo este modelo.

Diagrama de Moeller

Según el modelo atómico actual, los electrones se distribuyen en orbitales. Un orbital es una región del espacio en torno al núcleo atómico en la cual es muy probable encontrar un electrón con una determinada energía. Dentro de un orbital pueden haber dos electrones.

Estos orbitales se agrupan en 7 niveles energéticos, los cuales a su vez se dividen subniveles denominados s, p, d o f. El subnivel s posee 1 orbital (2 electrones en total), el subnivel p posee 3 orbitales (6 electrones) , el subnivel d, 5 orbitales (10 electrones) y el subnivel f, 7 orbitales (14 electrones).

• El nivel 1 posee un subnivel s que posee 1 orbital, por lo tanto el nivel 1 puede contener dos electrones.
• El nivel 2 posee un subnivel s con 1 orbital y un subnivel p con 3 orbitales, de tal manera que el nivel 2 puede poseer 8 electrones.
• El nivel 3 posee un subnivel s con 1 orbital, un subnivel p con 3 orbitales y un subnivel d con 5 orbitales, de tal manera que el nivel 3 puede albergar 18 electrones.
• El nivel 4 posee un subnivel s con 1 orbital, un subnivel p con 3 orbitales, un subnivel d con 5 orbitales y un subnivel f con 7 orbitales, de tal manera que el nivel 4 puede contener 32 electrones.

El diagrama de Moeller nos permite ordenar los electrones que posee los átomos de un elemento por niveles energéticos. Por ejemplo:

Configuración electrónica del átomo neutro de oxígeno

El átomo de oxígeno posee 8 electrones, estos se ordenan, siguiendo el diagrama de Moeller, en 1s2 2s2 2p4. Esto nos quiere decir que en el nivel 1, se llena el subnivel s (2 electrones), el nivel 2 llena su respectivo subnivel s (2 electrones), sin embargo, el subnivel d no se llena, pues posee 3 orbitales que podrían albergar 6 electrones. y sin embargo solo contiene 4 electrones.

Podríamos pensar entonces que los electrones se ordenan simplemente de menor nivel a mayor nivel (1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f...) pero esto es un error, pues entre los diferentes niveles, hay subniveles de menor y mayor energía. Así, el subnivel 4s es menos energético, es decir, sus electrones poseen menos energía, que el subnivel 3d, y los electrones siempre van de menor energía a mayor.

 Cojamos entonces un átomo con muchos electrones, como la plata, que posee 47 electrones.

Configuración electrónica de la plata

Como podemos ver, los electrones no se ordenan siguiendo un orden ''lógico'', sino que van ''saltando'' entre niveles energéticos en busca de los subniveles de menor energía: pasa del subnivel 3p a 4s, vuelve a 3d, sube a 4p, asciende otra vez a 5s y baja a 4d. El diagrama de Moeller nos posibilita saber cuándo se van a producir estos ''saltos'' entre niveles.

Volvamos a la Navidad, los siguientes científicos nacieron en un 25 de diciembre:

Sir Isaac Newton

• Newton: Isaac Newton nació el 25 de diciembre de 1642. El físico, matemático, filósofo, inventor, alquimista y teólogo inglés es conocido por sus contribuciones a la mecánica clásica (leyes de Newton) y a la óptica (descomposición de la luz) , por su ley de la gravitación universal y por su desarrollo del cálculo matemático (desarrollo del cálculo diferencial e integral, al mismo tiempo que Gottfried Leibniz, quien fue su rival), entre otras contribuciones. 

• Adolf Otto Reinhold Windaus: Químico y médico alemán nacido el 25 de diciembre de 1876, premio Nobel de química en 1928. Es conocido su investigación de la relación de los colesteroles y los ácidos biliares, así como el descubrimiento de la estructura de las vitaminas D y del grupo B.

• Ernst Ruska: Físico alemán que nació el 25 de diciembre de 1906. Ganó el premio Nobel de física en 1986 por su trabajo en óptica de electrones y por su diseño del primer microscopio electrónico.

• Gerhard Herzberg: Nació el 25 de diciembre de 1904. Este físico y químico canadiense de origen alemán ganó el premio Nobel de química en 1971 debido a sus contribuciones al conocimiento de la estructura electrónica y de la geometría de las moléculas, especialmente de los radicales libres.

• También podríamos añadir a Otto Loewi: Este fisiólogo estadounidense murió el 25 de diciembre de 1961. Ganó el premio Nobel de fisiología o medicina en 1936 por sus estudios sobre la excitación y transmisión química de los estímulos nerviosos. 

Eso es todo por hoy. ¡Espero que os haya gustado y nos vemos en el siguiente post!