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Interpretación de orbitales atómicos
Facultad de Ciencias Exactas, Departamento Química, Universidad del Valle Sede Yumbo-Colombia
Resumen:
Esta práctica consiste en observar la densidad de probabilidad para encontrar a los electrones en los distintos orbitales atómicos. Se utiliza el computador y conexión a internet para entrar a la página web y poder ejecutar el programa. Se observa en el programa los orbitales 1s, 2s, 3s, 2p, 3p y 3d y la dispersión de los electrones en el histograma para cada orbital. Teniendo en cuenta que cada orbital tiene una diferente dispersión y una grafica diferente para cada nivel de energía.
Objetivos:
Obtener conocimientos del electrón
Interpretar los movimientos del electrón alrededor del núcleo
Conocer los conceptos ,formas y de de los orbitales
Datos cálculos y resultados: Procedimiento
parte 1 : Consistía en observar lo que
sucedía con los orbitales 1s,2s, 3s, 2px, 2Py, 3px, 3py, 3dxy, 3x2-y2, 3dz2 y que geometría mostraban los orbitales .
Orbital 1s : El orbital 1s solo puede tomar el
valor de 0 es decir solo se puede encontrar un orbital en el primer nivel energético en el que puede haber hasta dos electrones (uno con spin +1/2 y otro con spin -1/2). Este orbital de apariencia esférica
Orbital 2s : El orbital 2s puede tomar los
valores de 0 y 1 es decir son posibles los tipos de orbitales s y p. el caso de que l= 0, tenemos el orbital 2s en el que caben dos electrones y por esta razón es que aparece un nodo en la el programa y la parte azul representa que la mayor probabilidad de encontrar el electrón; y también posee una apariencia esférica pero más grande que el 1s.
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Orbital 3s : El orbital 3s tiene un
comportamiento parecido como los dos anteriores orbitales pero con la diferencia es que este orbital 3s tiene tres posibles valores de números cuánticos y por lo tanto tiene dos nodos y al igual que los orbitales s su apariencia es esférica .
Orbital 2px : El orbital 2px tendrá tres
posibles valores de numero cuántico m pudiendo albergar hasta seis electrones como máximo ; al aumentar el valor del numero cuántico se aleja la posibilidad de
encontrar el electrón es decir se aleja del núcleo .
Orbital 2Py : El orbital 2py tiene la misma
posibilidad de numero cuántico m y de albergar la misma cantidad de electrones en lo que se diferencia es que su orientación en la grafica cambia .
Orbital 3px : El orbital 3px a diferencia de
los orbitales 2px y 2py tiene dos nodos de probabilidad electrónica eso hace que haya una baja probabilidad cerca del núcleo y valla aumentado a medida que se va alejado del
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núcleo va amentado la probabilidad deencontrar el electrón ; si L=1 se tendrán los orbitales 3p.
Orbital 3py : El orbital 3py tiene la misma
probabilidad que el orbital 3px si no que el orbital 3py cambia la orientación en que se ve el orbital .
Orbital 3dxy : En el orbital 3dxy habrá 5
diferentes posibles valores de numero
cuántico en este nivel se podrán albergar 10 electrones .
Orbital 3x2-y2 : El orbital 3x2-y2tinene una nube de probabilidad menor al alejarse del núcleo y su grafica se denota que es una especie de cuatro esferas por separadas .
Orbital 3dz2 :El orbital 3dz2 tiene su probabilidad en la parte intermedia de los
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dos lóbulos haciendo una especie de anilloalrededor del núcleo .
Parte 2 : En la parte dos consistía en
observar los orbitales 3s variando el valor del eje z entre 0, 50,100,200,300,400 y 500 observado que le sucede al nodo. El orbital dz2 cambiando el valor del eje z de 100 en 100 hasta llegar a 1000 y observar que le pasa al nodo y porque sucede esto. El orbital 2pz se aumenta el eje z 0,100 y 500 y ver qué sucede.
Orbital 3s: Esta es la grafica del orbital 3s con
eje z igual 0
En cuanto se cambia el eje z a 100 se observa que desaparece le punto rojo
al amentar el eje z a 200 desaparece aparentemente el punto negro .
Aumentamos el eje z en 300 y lo que se aprecia es que comienza a hacerse más pequeño el punto azul .
En el eje z en 400 desaparece parcial mente el punto azul
Cuando terminamos con el ultimo eje z de 500 orbital 3s solo se puede observar que
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hay una nube electrónica roja y no seobservan nodos.
Orbital dz2: en esta grafica el orbital dz2
tiene en el eje z 0 , y solo se observa el color azul .
Orbital dz2 con eje z de 100 se comienza a ver un punto rojo.
Orbital dz2 en el eje z de 200 el punto rojo comienza a verse mas.
Orbital dz2 en el eje z se 300el punto rojo sigue creciendo.
Orbital dz2 en el eje z de 400 el punto rojo sigue creciendo.
Orbital dz2 en el eje z de 500 comienza a difuminarse el color azul.
Orbital dz2 en el eje z de 600 se observa que el punto rojo es más visible que el azul.
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Orbital dz2 en el eje z de 700 desaparece laprobabilidad en color azul.
Orbital dz2 en el eje z de 800 tan solo se ve la nube de probabilidad de color rojo.
Orbital dz2 en el eje z de 900 la nube de probabilidad se hace más grande
Orbital dz2 en el eje z de 1000 solo se ve el color rojo, pero más disperso hacia en sus extremos.
Orbital 2pz: orbital 2pz en el eje z de 0 no se
observa ninguna nube de probabilidad de ningún color.
Orbital 2pz en el eje z de 100, se observa una nube de probabilidad de color rojo
Orbital 2pz en el eje z de 500, de ve una nube de probabilidad de color rojo pero un poco difusa en sus limites
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Análisis de resultados:
Los resultados que se obtuvieron en la práctica con base en la observación de los diferentes orbitales se obtuvieron los siguientes resultados.
Se observo el orbital 3s en el eje z de 0 se observa que hay dos nodos muy macados, y a medida que se aumenta el radio atómico de 100 en 100 hasta llegar a 500 se
observaba la disminución del nodo, y al llegar a 500 se observaba que los nodos
desaparecían y solo se veía una nube roja sin nodos ni puntos negros y una nube muy roja densa; lo que se observo estaba muy de acuerdo con la teoría del libro consultado. En el orbital dz2 en el eje z de 0 se observaba que una nube de color azul sin nodos, pero en cuanto se comienza a aumentar el valor del eje z de 100 en 100 aparece un pequeño nodo, y en cuanto toma un valor de 700 en el eje z desaparece el nodo de color azul y solo se ve un punto grande rojo que sigue creciendo hasta llegar a 1000, no se ven puntos azules solo se ve la nube de probabilidad de color rojo;
El orbital que también se observo fue el 2pz este orbital solo se vio en el eje z de 0 en este valor no se observo nada, pero en cuanto se aumento el z en 100 se pudo observar que aparece una nube de probabilidad de color rojo, y cuando de aumenta el z en 500 se hace más grande pero menos densa, eso nos hace dar a entender que al aumentar el radio la probabilidad disminuye.
Conclusiones:
Se obtuvo el conocimiento del electrón de cómo se mueve en sus diferentes niveles de energía y la posibilidad de encontrarlo.
Se observó cómo se mueven los electrones y como se comportan de acuerdo el nivel de energía en el que estén.
Observamos las diferentes formas que tienen los orbitales, en cada uno de sus niveles de energía y su diseño más favorable.
Bibliografía:
Raymond Chang novena edición quimia general http://herramientas.educa.madrid.org/t abla/orbita.htm http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tu torial-11.html http://www.oocities.org/pelabzen/orbes t.html
