Energía de orbitales atómicos de átomos polielectrónicos

[quantumnumber]

Por cierto, me he dado cuenta de otra cosa:

Recuerdo que una vez tuve que calcular el término de menor energía que surgía de una configuración determinada. Estudié en una asignatura de química-física que la configuración de menor energía era aquella en la que S (momento de espín total) era máximo y ML (momento magnético total) es máximo también. Si tengo por ejemplo una configuración d5, el término S es máximo (S= 1/2·5= 5/2), y el término ML es ML=0. Y se supone que esta configuración proporciona una estabilidad adicional... Es decir, parece que el factor determinante en la energía es el espín... ya que si en una configuración d4, por ejemplo, maximizo S y ML, obtengo: S=2, y ML=2. En esta última configuración d4, ML es mayor que en la de d5, sin embargo S es menor, lo que parece confirmar que, efectivamente, el factor que determina la energía es el espín...
¿Es así realmente? ¿Si obtuviera una encuación para la energía de un orbital d, ésta sería función del número cuántico de espín?

Espero haberme explicado bien... ¡Qué lío!

Creo que cuanto más creo saber, más dudas me surgen.

[juampe]

De dónde lo sacó no lo sé. Supongo (y estoy casi convencido de ello) de que se basaría de datos empíricos. Aunque también abría sido posible sacarlo matemáticamente, yo diría que lo sacó de los datos de las propiedades magnéticas de los elementos.
De todas formas date cuenta que la regla de Hund para los elementos que se quedarían con un orbital nd a medio llenar o llena casi nunca fallan en predecir la configuración electrónica de un elemento de forma relativamente simple, sobre todo para los átomos de los periodos más bajos (el cromo, el cobre, el molibdeno, la plata,...).
Que para el llenado de un orbital los electrones entran primero con los espines paralelos es matemáticamente obvio. Lo de los orbitales medio llenos depende de la situación, es decir, del átomo. Recuerda el ejemplo del tungsteno.


Saludos

[juampe]

¿Es así realmente? ¿Si obtuviera una encuación para la energía de un orbital d, ésta sería función del número cuántico de espín?

Sí, pero date cuenta que estamos hablando de átomos polielectrónicos: en la energía de un orbital también influyen las repulsiones electrónicas de los demás orbitales sobre el orbital a considerar, no solo el espín.

[quantumnumber]

De dónde lo sacó no lo sé. Supongo (y estoy casi convencido de ello) de que se basaría de datos empíricos. Aunque también abría sido posible sacarlo matemáticamente, yo diría que lo sacó de los datos de las propiedades magnéticas de los elementos.
De todas formas date cuenta que la regla de Hund para los elementos que se quedarían con un orbital nd a medio llenar o llena casi nunca fallan en predecir la configuración electrónica de un elemento de forma relativamente simple, sobre todo para los átomos de los periodos más bajos (el cromo, el cobre, el molibdeno, la plata,...).
Que para el llenado de un orbital los electrones entran primero con los espines paralelos es matemáticamente obvio. Lo de los orbitales medio llenos depende de la situación, es decir, del átomo. Recuerda el ejemplo del tungsteno.


Saludos

La regla de Hund es una regla empírica, deducida por estudios espectroscópicos. La explicación tradicional de la regla de Hund es que los electrones con el mismo espín tienden a alejarse para minimizar las repulsiones que se producen entre ellos. Esta explicación, sin embargo, suele ser errónea.
Pensemos por ejemplo en el átomo de helio, con dos orbitales 1s2s. Es cierto que la probabilidad de que dos electrones estén muy cerca el uno del otro es menor si los situamos desapareados, uno en cada orbital. Sin embargo, los cálculos con funciones de onda precisas muestran que la probabilidad de que los dos electrones estén muy alejados es también menor para la segunda configuración. El resultado neto es que la distancia media entre los dos electrones es ligeramente menor en la segunda configuración que para la primera, y la repulsión es ligeramente mayor. ¿Por qué entonces esta configuración es menos energética? La explicación detallada sobrepasa el objeto de este resumen, pero el factor determinante es que, con los electrones desapareados en distintos orbitales, se produce una mayor atracción núcleo-electrón.

Un saludo.

[Boticario]

Me parece que lo enfocáis mal. Los electrones son ondas y al estar una capa semillena o llena las sumas de estas ondas son más estables, esto se ve en las espectroscopías o en los diagramas de fases donde se ve que es mejor energéricamente hablando tener una capa llena o semillena, este es el motivo por el que cuando los átomos pierden electrones pierden primero los que no afectan a la capa, por ejemplo el Fe2+ ha perdido antes los electrones s que los d porque la capa d está semillena.

Sé que me explico tela de mal pero espero haberte ayudado, sino pregunta xD