More on orbitals and electron configuration

More intuition on orbitals. Touching on electron configuration.

En los pasados videos aprendimos que la configuracion electronica

de electrones en un atomo no estan en una simple, clásica

configuración orbital Newtoniana

Y ese es el modelo Bohr de el electrón

Y yo voy a mantenerme reviendo esto, solo porque yo creo que es un

punto importante

Si ese es el núcleo, recuerda, es solo un pequeño,

pequeño, pequeño si tu no piensas en el volumen entero de el

Y en cambio de estar el electrón en orbitas a su alrededor,

lo que sería como un planeta que orbita el sol.

En cambio de estar en órbitas a su alrededor, está descrito por

orbitales, los cuales son esas funsiones densas de probabilidad

Entonces un orbital-- digamos que ese es el núcleo-- el

describiría, si tu tomas cualquier punto en el espacio alredededor del

núcleo, la probabilidad de encontrar el electrón.

Entonces de hecho, en cualquier volumen de espacio alrededor del núcleo, ello

te diría la probalidad de encontrar el electrón dentro de

aquel volumen.

Y entonces si tu fueras simplemente a tomar una cantidad de fotos de los

electrones-- digamos en el orbital 1s

Y así es como el orbital 1s se vería

Tu puedes verlo vagamente ahí, pero hay una esfera alrededor de el

núcleo, y ese es el estado de más baja energía en el que un

Si tu fueras simplemente a tomar un número de

Digamos si tu fueras a tomar un número de fotos de el helio

el cuál tiene dos electrones.

Ambos de ellos están en el orbital 1s

Eso se vería como esto

Si tu tomas una foto, tal vez esté ahí, en la siguiente

foto, tal vez el electrón esté ahí.

Entonces el electrón está ahí.

Entonces el electrón está ahí.

Entonces está ahí.

Y si tu te mantienes tomando las fotos, tu tendrías una

cantidad de ellos realmente cerca.

Entonces se ponen un poco más excasos mientras tu te sales, mientras tu

te alejas y alejas fuera del electrón

Pero como tu ves, tu tienes muchas más posiblidades de encontrar el

Electrón cerca de el centro de el átomo que lejos.

Además tu puedes haber tenido una observación con el electrón

sentándose todo el camino por ahí fuera, o sentándose por ahí.

Así que el podría haber estado en cualquier lugar, pero si tu tomas

multiples observaciones, tu verás lo que esas funciones de

probabilidad están describiendo.

Están diciendo mira, hay una probabilidad mucho más baja de

encontrar el electrón fuera en este pequeño cubo de volumen

de espacio de la que hay en este pequeño cubo de volumen de espacio.

Y cuando tu ves estos diagramas que dibujan este

Digamos que ellos dibujan como un caparazón, como una esfera.

Y voy a tratar de hacerlo ver tridimencional

Entonces vamos a decir esto es la parte de afuera de el, y el núcleo

está sentado en algún lugar adentro

Solo te están diciendo ---ellos solo dibujan una cortadura -- donde

puedo encontrar el electrón el 90% del tiempo?

Entonces ellos te están diciendo, Bueno, yo puedo encontrar el electrón el 90% del

tiempo dentro de este círculo, si yo fuera a hacer la sección en cruz..

Pero en cada momento el electrón puede mostrarse afuera

Porque todo es probabilístico.

Entonces eso puede seguir pasando.

Tu puedes seguir encontrando el electrón, si este es el

orbital de el que estamos hablando aquí fuera.

Cierto?

Y entonces nosotros, en el video pasado, dijimos, bueno, los

electrones llenan los orbitales desde el más bajo estado de energía hasta

el estado más alto de energía

Tu puedes imaginarlo.

Si yo estoy jugando Tetris-- bien yo no se si Tetris es la

cosa-- Pero si estoy apilando cubos, yo coloco los cubos de

baja energía, si este es el piso, yo pongo el primer cubo en

Y digamos que yo pudiera poner el segundo cupo en la baja energía

Pero yo solo tengo esta cantidad de espacio para trabajar con el.

Entonces tengo que poner el tercer cubo en el siguiente estado

En este caso nuestra energía sería descrita como energía

potencial, cierto?

Este es solo un clásico, ejemplo de física Newtoniana.

Pero esa es la misma idea con los electrones.

Una vez tengo dos electrones en este orbital 1s -- Entonces vamos

a decir que la configuración de el helio es 1s2-- el tercer

electrón no lo puedo poner ahora ahí, porque solo hay

espacio para dos electrones.

La manera en la que yo pienso en ello es que esos dos electrones ahora

van a repeler al tercero que yo quiera adicionar.

Así entonces debo irme a el orbital 2s

Y ahora si yo fuera a colocar el orbital 2s encima de este

se vería algo como esto, donde yo tengo una alta

probabilidad de encontrar los electrones en este caparazón eso es

esencialmente alrededor de el orbital 1s, cierto?

Así que justo ahora, si tal vez estoy tratando con

Entonces solo tengo un electrón extra.

Entonces este único electrón extra, el puede estar donde yo observé

ese electrón extra.

Pero en cualquier momento se puede mostrar ahí, puede

mostrarse ahí, puede mostrarse ahí, pero la más alta

probabilidad es ahí.

Entonces cuando dices donde va a estar 90% de el tiempo?

Eso sería como este caparazón que está alrededor de el centro.

Recuerda, cuando es tridimencional tu

de alguna manera lo cubrirías.

Entonces sería este escudo.

Entonces eso es lo que ellos dibujaron aquí.

Ellos hacen el 1s

Es solo un caparazón rojo.

Y entonces el 2s

El segundo caparazón de energía es solo este caparazón azul sobre el.

Y tu puedes verlo un poco mejor en, de hecho, los

orbitales de más alta energía, los caparazones de más alta energía donde

el séptimo caparazón de energia s es esta area roja.

Entonces tienes el área azul, entonces el rojo, y entonces el azul.

Y así yo creo que coges la idea de que cada uno de esos son

Así tu de alguna forma te mantienes sobreponiendo los orbitales de energía s alrededor

Pero tu probablemente ves esta otra cosa aquí.

Y en el principio general, recuerda, es que los

electrones llenan el orbital desde la más baja energía hasta

el orbital de más alta energía

Entonces el primero que se llena es el 1s.

Este es el 1.

Este es el s.

Entonces este es el 1s.

Puede contener dos electrones

Entonces el siguiente que es llenado es el 2s.

Puede contener dos electrones más

Y entonces el siguiente, y aquí es donde se pone

interesante, tu llenas el orbital 2p

Así esto, justo aquí.

Orbitales 2p.

Y fíjate que los orbitales p tienen algo, p sub z, p

Qué significa eso?

Bien, si tu miras a los orbitales-p, ellos tienen esas

Ellos se ven un poco anormales, pero yo creo que en los videos futuros

les mostraremos como ellos son análogos para las ondas estacionarias

Pero si tu miras hacía estos, hay tres formas en las que tu

puedes configurar esas pesas.

Una en la dirección z, arriba y abajo.

Una en la dirección x, izquierda o derecha.

Y entonces una en la dirección y, este camino, adelante

y para atrás, cierto?

Y entonces si tu fueras a dibujar-- digamos que tu quieres dibujar

los orbitales-p

Entonces esto es lo que tu llenas después.

Y ahora, tu llenas un electrón aquí, otro

electrón aquí, entonces otro electrón ahí.

Entonces tu llenas otro electrón, y vamos a hablar sobre

giros y cosas como esas en el futuro

Pero, allí, allí, y allí.

Y eso es de hecho llamado la ley de Hund.

Tal vez haga un video completo de la ley de Hund, pero eso no es

relevante para una lectura de química para primer año.

Pero se llena en ese orden, y una vez más, yo quiero que tu

tengas la intuición de como se vería esto.

Mira.

Yo debo poner mi mirada en las marcas citadas

porque son muy abstractas.

Pero si tu quisiera visualizar los orbitales p-- vamos a decir

que nosotros miramos a la configuración de el electrón

por, decir, carbón.

Entonces las dos configuraciones para el carbón, los primeros dos

electrones van dentro, entonces, 1s1, 1s2.

Así entonces se llena-- disculpa, no puedes verlo todo.

Así llena el 1s2, entonces la configuración de el carbón

Se llena 1s1 entonces 1s2.

Y esta es justamente la configuración para el helio.

Y entonces va para el segundo caparazón, el cuál es el segundo

periodo, cierto?

Es por eso que es llamada la tabla periódica.

Nosotros hablaremos sobre los periodos y los grupos en el futuro.

Y entonces tu vas ahí.

Así este está llenando el 2s

Nosotros estamos en el segundo periodo justo aquí.

Ese es el segundo periodo.

Uno, dos.

Hay que irse, entonces puedes verlo todo.

Así eso llena esos dos

Entonces 2s2

Y entonces empieza a llenar los orbitales p

Así entonces empieza a llenar 1p y entonces 2p

Y nosotros seguimos en el segundo caparazón, entonces 2s2 2p2.

Así que la pregunta es como se vería si nosotros simplemente

quisiéramos visualizar este orbital

justo aquí, los orbitales p?

Entonces nosotros tenemos dos electrones.

Entonces un electrón va a estar-- Vamos a decir si esto es,

Voy a tratar de dibujar unos ejes.

Eso es muy delgado

Entonces si yo dibujo una especie

de ejes en 3 dimensiones.

Si yo fuera a hacer una cantidad de observaciones de, digamos, uno de

los electrones en el orbital p, vamos a decir en la dimensión

pz, a veces puede estar aquí, a veces puede estar

allí, a veces puede estar allí.

Y entonces si tu te mantienes tomando un montón de observaciones, tu estás

teniendo algo que se ve como esta forma de campana,

esta forma de pesa justo allí.

Y entonces para el otro electrón que tal vez esté en la dirección

x, tu haces un montón de observaciones.

Déjame hacerlo en un diferente, en un

Eso se vería como esto.

Tu haces un montón de observaciones, y tu dices,

wow, es mucho más facil encontrar ese electrón en un tipo de

pesa, en esa forma de pesa.

Pero tu puedes encontrarlo ahí afuera.

Tu puedes encontrarlo ahí.

Tu puedes encontrarlo ahí.

Hay una probabilidad mucho más alta de encontrarlo

adentro que afuera

Y esa es la mejor forma en la que yo puedo pensar en visualizarlo.

Ahora lo que nosotros estábamos haciendo aquí, esto es llamado una

configuración del electrón.

Y la forma de hacerlo-- y hay múltiples formas que son

enseñadas en la clase de química, pero la manera en que me gusta hacerlo es

tu tomas la tabla periódica y tu dices, esos grupos, y

cuando yo digo grupos yo quiero decir las columnas, esas van a ir a

llenar el subcaparazón s o los orbitales s

Tu puedes simplemente escribir s por aquí, justamente ahí.

Estos por aquí van a llenar los orbitales p.

De hecho, déjame sacar al helio fuera de la foto

Los orbitales p.

Solo déjame hacerlo.

Déjame sacar al helio de la foto.

Estos toman los orbitales p

Y de hecho, por la paz de imaginarnos esto, tu debes

tomar el helio y tirarlo justo por allá.

Cierto?

La tabla periódica es solo una manera de organizar las cosas entonces eso

tiene sentido, pero en los términos de tratar de imaginarse los orbitales,

tu puedes tomar el helio.

Déjame hacerlo.

La magia de los computadores.

Cortarlo, y entonces déjame peguarlo justo por ahí.

Cierto?

Y ahora tu ves que el helio, tu coges 1s y entonces tu coges

2s, entonces la configuración de el helio es-- Disculpa, tu

coges 1s1, entonces 1s2.

Estamos en el primer caparazón de energía.

Cierto?

Así la configuración de el hidrógeno es 1s1.

Tu solo tienes un electrón en el subcaparazón s de el primer

La configuración de el helio es 1s2.

Y entonces tu empiezas llenando el segundo caparazón de energía.

La configuración de el litio es 1s2

Es ahí donde los primeros dos electrones van.

Y entonces el tercero va dentro de 2s1, cierto?

Y entonces yo creo que tu empiezas a ver el patrón.

Y entonces cuando tu vas a el nitrógeno tu dices, bueno, el tiene

tres en el sub-orbital p

Entonces tu puedes practicamente empezar de para atrás, cierto?

Entonces estamos en el periodo dos, cierto?

Entonces esto es 2p3

Déjame escribirlo abajo.

Así yo podría escribir eso debajo primero. 2p3.

Entonces ahí es donde los últimos tres electrones

Entonces el tiene aquellos dos que van dentro de el orbital 2s2

Y entonces los primeros dos, o los electrones en el estádo de más baja

energía, estarán 1s2

Entonces esto es la configuración de el electrón

Y lo que haces justamente para asegurarte de que hiciste tu configuración correctamente, lo que

tu haces es contar el número de electrones

Entonces 2 más 2 es 4 más 3 es 7.

Y estamos hablando de átomos neutrales, entonces los

electrones deben ser equitativos a el número de protones.

El número atómico es el número de protones.

Entonces estamos bien.

Siete protones.

Entonces esto es, hasta aquí, cuando estamos tratando solo con los s's y

los p's, esto es algo directo hacia delante

Y si yo quisiera imaginarme la configuración de el silicio

justo allí, que es eso?

Bien, nosotros estamos en el tercer periodo.

Uno, dos, tres.

Esa es simplemente la tercera hilera

Y este es el bloque p justo aquí.

Entonces es la segunda hilera en el bloque p, cierto?

Uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis.

Bien.

Estamos en la segunda hilera de el bloque-p, entonces nosotros

empezamos con 3p2

Y entonces tenemos 3s2

Y es llenado todo este bloque p por aquí.

Entonces eso es 2p6

Y entonces aquí, 2s2.

Y entonces, por supuesto, llenó el primer caparazón, antes

de que pueda llenar esos otros caparazones

Entonces, 1s2

Entonces esta es la configuración de el electrón para el silicio.

Y podemos confirmar que deberíamos tener 14 electrones.

2 más 2 es 4, más 6 es 10.

10 más 2 es 12 más 2 más es 14.

Entonces estamos bien con el silicio.

Yo creo que se me está agotando el tiempo justo ahora, entonces en el próximo

video vamos a empezar direccionando que pasa cuando tu vas a

esos elementos, o el bloque d.

Y tu puede de alguna forma de hecho adivinar lo que sucede.

Nosotros vamos a empezar llenando estos orbitales d aquí que

tienen aún más formas bizarras

Y de la forma en que yo pienso sobre esto, para no desperdiciar mucho

tiempo, es que mientras tu vas más lejos y lejos de

los núcleos, hay más espacio entre los

orbitales de formas bizarras.

Pero estos son del tipo de balance-- Yo hablaré

de las olas estacionarias en el futuro-- pero estas son del tipo de un

balance entre tratas de acercarse a el núcleo y el

protón y esas cargas positivas, porque las cargas de el

electrón son atraidas hacia ellos, mientras al mismo tiempo

evaden las otras cargas de el electron, o al menos

funciones de la distribuición de masa.

Como sea, te veo en el siguiente video.

caparazones de energía.

caparazón de energía.

colocarlo aquí.

de eso, cierto?

el estado más bajo de energía.

electrón puede estar.

formas de pesas.

fotos de electrones

justo aquí, de el nitrógeno.

litio justo ahora

los unos de los otros.

más alto de energía.

notablemente diferente, color.

orbital como este.

orbitales de más baja energía para llenar más de esos

sub x, p sub y.

van en el orbital p.

átomo actual