jueves, 22 de marzo de 2018

Elementos contaminantes

Antimonio (Sb) y textiles. Se emplea en aleaciones, metal de imprenta, baterías, cerámica. El principal daño que provoca es el envenenamiento por ingestión o inhalación de vapores, principalmente por un gas llamado estibina SbH3.

Arsénico (As) medicamentos y vidrio. Se emplea en venenos para hormigas, insecticidas, pinturas, Es uno de los elementos más venenosos que hay, así como todos los compuestos.

Azufre (S) Principalmente son óxidos SO2 y SO3 contaminan el aire y con agua producen la lluvia ácida. Sustancias tales como derivados clorados de azufre, sulfatos y ácidos son corrosivos. El gas H2S es sumamente tóxico y contamina el aire. El azufre es empleado en algunos medicamentos para la piel.

Bromo (Br) Sus vapores contaminan el aire, además sus compuestos derivados son lacrimógenos y venenosos.

Cadmio (Cd) Metal tóxico que se origina en la refinación del zinc; también proviene de operaciones de electrodeposición y por tanto contamina el aire y el agua. Contenido en algunos fertilizantes contamina el suelo.

Cloro (Cl) Sus valores contaminan el aire y son corrosivos. Se le emplea en forma de cloratos para blanquear la ropa, para lavados bucales y fabricación de cerillos. Los cloratos son solubles en agua y la contaminan, además de formar mezclas explosivas con compuestos orgánicos.

Los valores de compuestos orgánicos clorados como insecticidas, anestésicos y solventes dañan el hígado y el cerebro. Algunos medicamentos que contienen cloro afectan el sistema nervioso.

Cromo (Cr) El cromo y sus compuestos son perjudiciales al organismo, pues destruyen todas las células. Se le emplea en síntesis orgánicas y en la industria del acero. Cualquier cromato solubles contamina el agua.

Magnesio (Mn) Se emplea en la manufactura de acero y de pilas secas. La inhalación de polvos y humos conteniendo magnesio causa envenenamiento. También contamina el agua y atrofia el cerebro.

Mercurio (Hg) Metales de gran utilidad por ser líquidos; se utiliza en termómetros y por ser buen conductos eléctrico se emplea en aparatos de este tipo, así como en iluminación, pinturas fungicidas, catalizadores, amalgamas dentales, plaguicidas, etc. pero contamina el agua, el aire y causa envenenamiento. Las algas lo absorben, luego los peces y finalmente el hombre. Los granos o semillas lo retienen  y finalmente el hombre los come.

Plomo (Pb) El plomo se acumula en el cuerpo conforme se inhala del aire o se ingiere con los alimentos y el agua. La mayor parte del plomo que contamina el aire proviene de las gasolinas para automóviles, pues se le agrega para proporcionarle propiedades antidetonantes. También se le emplea en pinturas, como metal de imprenta, soldaduras y acumuladores. Por su uso el organismo se afecta de saturnismo. Sus sales, como el acetato, son venenosas.

Existen otros elementos que de alguna forma contaminan el agua, el aire y el suelo tales como: talio, zinc, selenio, oxígeno de nitrógeno, berilio, cobalto y sobre todo gran cantidad de compuestos que tienen carbono. (Orgánicos).

Aluminio (Al) Metal ligero, resistente a la corrosión y al impacto, se puede laminar e hilar, por lo que se le emplea en construcción, en partes de vehículos, de aviones y en artículos domésticos. Se le extrae de la bauxita.

Azufre (S) No metal, sólido de color amarillo, se encuentra en yacimientos volcánicos y aguas sulfuradas. Se emplea en la elaboración de fertilizantes, medicamentos, insecticidas, productos químicos y petroquímicos.

Cobalto (Co) Metal color blanco que se emplea en la elaboración de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción. Se emplea en herramientas mecánicas de alta velocidad, imanes y motores. En forma de polvo se emplea como pigmento azul para el vidrio. Es catalizador. Su isótopo radiactivo se emplea como pigmento azul para el vidrio. Es catalizador

Cobre (Cu) Metal de color rojo que se carbonata al aire húmedo y se pone verde, conocido desde la antigüedad. Se emplea principalmente como conductor eléctrico, también para hacer monedas y en aleaciones como el latón y el bronce.

Hierro (Fe) Metal dúctil, maleable de color gris negruzco, se oxida al contacto con el aire húmedo. Se extrae de minerales como la hematina, limonita, pirita, magnetita y siderita. Se le emplea en la industria arte y medicina. Para fabricar acero, cemento, fundiciones de metales no ferrosos nuestra sangre lo contiene en la hemoglobina.

Flúor (F) Este no metal está contenido en la fluorita CaF2 en forma de vetas encajonadas en calizas. La florita se emplea como fundente en hornos metalúrgicos. Para obtener HF, NHF4  y grabar el vidrio; también en la industria química, cerámica y potabilización del agua.

Fósforo (P) Elemento no metálico que se encuentra en la roca fosfórica que contiene P2 O5 en la fosforita Ca3 (PO4)2. Los huesos y dientes contienen este elemento.
Tiene aplicaciones para la elaboración de detergentes, plásticos, lacas, pinturas, alimentos para ganado y aves.

Mercurio (Hg) Metal líquido a temperatura ambiente, de calor blanco brillante, resistente a la corrosión y buen conductor eléctrico. Se le emplea en la fabricación de instrumentos de precisión, baterías, termómetros, barómetros, amalgamas dentales, sosa cáustica, medicamentos, insecticidas y fungicidas y bactericidas.

Se le obtiene principalmente del cinabrio que contiene HgS.
Plata (Ag) Metal de color blanco, su uso principal ha sido el la acuñación de monedas y manufacturas de vajillas y joyas. Se emplea en fotografía, aparatos eléctricos, aleaciones, soldaduras.

Plomo (Pb) Metal blando de bajo punto de fusión, bajo límite elástico, resistente a la corrosión, se le obtiene del sulfuro llamado galena Pbs. Se usa en baterías o acumuladores, pigmentos de pinturas, linotipos. Soldaduras e investigaciones atómicas. Otros productos que se pueden recuperar de los minerales que lo contiene son: cadmio, cobre, oro, plata, bismuto, arsénico, telurio y antimonio.

 Oro (Au) Metal de color amarillo, inalterable, dúctil, brillante, por sus propiedades y su rareza le hace ser excepcional y de gran valor. Es el patrón monetario internacional. En la naturaleza se encuentra asociado al platino, a la plata y teluro en unos casos. Sus aleaciones se emplean en joyería y ornamentos, piezas dentales, equipos científicos de laboratorio. Recientemente se ha sustituido sus usos en joyería por el iridio y el rutenio, en piezas dentales por platino y paladio.

Uranio (U) Utilizado como combustible nuclear, es un elemento raro en la naturaleza y nunca se presenta en estado libre. Existen 150 minerales que lo contienen. El torio se encuentra asociado al uranio.

Compuestos


Monóxido de carbono también denominado óxido de carbono (II), gas carbonoso y anhídrido carbonoso (los dos últimos cada vez más en desuso) cuya fórmula química es CO, es un gas inodoro, incoloro, inflamable y altamente tóxico. Puede causar la muerte cuando se respira en niveles elevados. Se produce por la combustión deficiente de sustancias como gas, gasolina, queroseno, carbón, petróleo, tabaco o madera. Las chimeneas, las calderas, los calentadores de agua o calefactores y los aparatos domésticos que queman combustible, como las estufas u hornillas de la cocina o los calentadores a queroseno, también pueden producirlo si no están funcionando bien. Los vehículos detenidos con el motor encendido también lo despiden. También se puede encontrar en las atmósferas de las estrellas de carbono.

Dióxido de azufre
Es un óxido cuya fórmula molecular es SO2. Es un gas incoloro con un característico olor asfixiante. Se trata de una sustancia reductora que, con el tiempo, el contacto con el aire y la humedad, se convierte en trióxido de azufre. La velocidad de esta reacción en condiciones normales es baja.
En agua se disuelve formando una disolución ácida. Puede ser concebido como el anhídrido de un hipotético ácido sulfuroso (H2SO3). Esto —en analogía a lo que pasa con el ácido carbónico— es inestable en disoluciones ácidas pero forma sales, los sulfitos y hidrógeno sulfitos.
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elementos de importancia económica.

Elementos de importancia ergonómico

Hidrogeno (H).
Este elemento es muy importante en:
* La refinación de petróleo.

Aluminio (Al). 
El aluminio es resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por lo que se emplea en:
*La construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos.



  Cobalto (Co).
  Se emplea en:
*La fabricación de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción.
* La fabricación de herramientas mecánicas de alta velocidad, imanes y motores.
* En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio.

  Mercurio (Hg).
  Es resistente a la corrosión y un buen conductor eléctrico. Se usa en la fabricación de:
*Instrumentos de presión, baterías, termómetros, barómetro, amalgamas dentales, medicamentos e insecticidas.





  Antimonio (Sb).
  Se utiliza en:
*Metales de imprenta.
* Fabricación de baterías y acumuladores. Recubrimientos de cables.

  Plata (Ag).
  Se emplea en:
*La acuñación de monedas.
* Manufacturas de vajillas y joyas. En la realización de fotografías.

  Cobre (Cu).
  Usado principalmente como:
*Conductor eléctrico.
*Elaboración de monedas y aleaciones de latón y bronce.



  Plomo (Pb).
  Se emplea para la fabricación de:
* Baterías y acumuladores.
* Pinturas. Soldaduras.

  Hierro (Fe).
  Se utiliza para fabricas:
* Acero, cemento, fundiciones de metales ferrosos.


  Oro (Au).
  Es el patrón monetario internacional, y se emplea en:
*Joyerías y ornamentos.
* Piezas dentales. Equipos científicos de elaboración.




Carbono (C).
  El principal uso industrial del carbono es:
*Como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural).

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ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA NATURALEZA

Comúnmente se agrupan los elementos en Metales y No-Metales.
Los metales son elementos que tienen generalmente brillo metálico, son maleables, dúctiles, buenos conductores del calor y de la electricidad; la propiedad fundamental que justifica la clasificación, es que sus óxidos al combinarse con el agua forman hidróxidos.
Los no-metales son elementos químicos que con el oxígeno forman óxidos, que se combinan con el agua para constituir ácidos; estos óxidos se conocen con el nombre de anhídridos.


La tabla periódica nos muestra que los elementos están agrupados de modo tal que parece indicar su distribución en la naturaleza.
En la parte superior están los gases que constituyen la atmósfera como en nitrógeno y el oxígeno. En el centro están las sales y el agua, si se toma en cuenta que los extremos de la tabla se cierran y se unen los metales alcalinos con los halógenos.
En la parte inferior están los metales que en forma de minerales se encuentran en el interior de la tierra.

1. ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS EN LA NATURALEZA.

2. Los elementos químicos existentes en la naturaleza son 92 y pueden presentarse en estado gaseoso, líquido o sólido. De su unión está formada toda la materia que observamos en el Universo.

3. A CONTINUACIÓN SE NOMBRARAN LOS ELEMENTOS MÁS ABUNDANTES EN LA NATURALEZA:Carbono CHidrógeno HOxígeno ONitrógeno NFósforo P

4. Potasio KCalcio CaMagnesio MgFlúor FZinc ZnHierro Fe

5. Yodo ICloro ClGermanio GeGalio GaTitanio TiCadmio Cd

Elementos de importancia económica.

Hidrogeno (H).
Este elemento es muy importante en:
* La refinación de petróleo.

Aluminio (Al). 
El aluminio es resistente a la corrosión, se puede laminar e hilar por lo que se emplea en:
*La construcción de vehículos, aviones y utensilios domésticos.

Cobalto (Co).
  Se emplea en:
*La fabricación de aceros especiales debido a su alta resistencia al calor, corrosión y fricción.
* La fabricación de herramientas mecánicas de alta velocidad, imanes y motores.
* En forma de polvo, se emplea como pigmento azul para el vidrio.

 Mercurio (Hg).
  Es resistente a la corrosión y un buen conductor eléctrico. Se usa en la fabricación de:
*Instrumentos de presión, baterías, termómetros, barómetro, amalgamas dentales, medicamentos e insecticidas.


  Antimonio (Sb).
  Se utiliza en:
*Metales de imprenta.
* Fabricación de baterías y acumuladores. Recubrimientos de cables.

  Plata (Ag).
  Se emplea en:
*La acuñación de monedas.
* Manufacturas de vajillas y joyas. En la realización de fotografías.

  Cobre (Cu).
  Usado principalmente como:
*Conductor eléctrico.
*Elaboración de monedas y aleaciones de latón y bronce.

  Plomo (Pb).
  Se emplea para la fabricación de:
* Baterías y acumuladores.
* Pinturas. Soldaduras.

  Hierro (Fe).
  Se utiliza para fabricas:
* Acero, cemento, fundiciones de metales ferrosos.

  Oro (Au).
  Es el patrón monetario internacional, y se emplea e
n:
*Joyerías y ornamentos.
* Piezas dentales. Equipos científicos de elaboración.

  Carbono (C).
  El principal uso industrial del carbono es:

*Como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural).
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Impacto económico o ambiental de algunos elementos

Los elementos químicos normalmente no se hallan libres en la naturaleza, si no que más bien, bajo la forma de combinaciones. Entre los que se encuentran libres podemos  citar: El oxigeno, azufre, carbono, gases raros del aire y otros pocos mas .La mayor parte de ellos tienen que obtenerse de sus compuestos, y estos se encuentran en la naturaleza  al estado de mezclas más o menos complejas.
Los elemento bajo  cualquier forma que se presenten, están naturalmente distribuidos, ya sea en los minerales o en los organismos vegetales y animales; encontrándose algunos en pequeñas cantidades y otros en proporciones mayores.

De acuerdo con el tipo de subnivel que ha sido llenado, los elementos se pueden dividir en categorías: los elementos representativos, los gases nobles, los elementos de transición (o metales de transición), los lantánidos y los actínidos.
Los elementos representativos son los elementos de los grupos 1A hasta 7A, todos los cuales tienen incompletos los subniveles s ó p del máximo número cuántico principal.
Con excepción del He, los gases nobles que conforman el grupo 8A tienen el mismo subnivel p completo.

La clasificación más fundamental de los elementos químicos es en metales y no metales.
Los metales se caracterizan por su apariencia brillante, capacidad para cambiar de forma sin romperse (maleables) y una excelente conductividad del calor y la electricidad.

Los no metales se caracterizan por carecer de estas propiedades físicas aunque hay algunas excepciones (por ejemplo, el yodo sólido es brillante; el grafito, es un excelente conductor de la electricidad; y el diamante, es un excelente conductor del calor).

Las características químicas son: los metales tienden a perder electrones para formar iones positivos y los no metales tienden a ganar electrones para formar iones negativos. Cuando un metal reacciona con un no metal, suele producirse transferencia de uno o más electrones del primero al segundo.

La mayoría de los elementos se clasifican como metales. Los metales se encuentran del lado izquierdo y al centro de la tabla periódica. Los no metales, que son relativamente pocos, se encuentran el extremo superior derecho de dicha tabla. Algunos elementos tienen comportamiento metálico y no metálico y se clasifican como metaloides y semimetales.
Los no metales también tienen propiedades variables, al igual que los metales. En general los elementos que atraen electrones de los metales con mayor eficacia se encuentran en el extremo superior derecho de la tabla periódica.

Propiedades atómicas
La estructura de la tabla periódica moderna está basada en las configuraciones electrónicas de los elementos químicos. Estas configuraciones electrónicas presentan muchas regularidades a los largo de los grupos  y  periodos de la misma. No es de extrañar, que ciertas propiedades de los átomos varíen de forma regular y sistemática en función del numero de electrones de aquellos. Las propiedades más significativas de los átomos  que varían sistemáticamente a lo largo de la tabla periódica son denominadas propiedades atómicas.
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miércoles, 14 de marzo de 2018

APLICACIONES TECNOLÓGICAS DE LA EMISIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS

En el desarrollo tecnológico la emisión electrónica de los átomos puede ser de verdadera utilidad como podremos comprobar a lo largo de este ensayo tiene muy diversas utilidades y, sabiendo utilizarlas correctamente podemos obtener diversos beneficios.

Para poder realizar estos adelantos fue necesario realizar las investigaciones adecuadas, por lo tanto hay que recordar que la base de todos estos fue planteada por científicos y posteriormente desarrollada en caso de no haber sido concluidos.

El trazado isotópico en biología y en medicina. Los diferentes isotopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica, por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación emitida permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a distancia.

El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el funcionamiento de todo lo que tiene vida, de la célula al organismo entero. En biología, numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad del siglo XX están vinculados a la utilización de la radiactividad: funcionamiento del genoma (soporte de la herencia), metabolismo de la célula, fotosíntesis, transmisión de mensajes químicos (hormonas, neurotransmisores) en el organismo.  
              
Los isotopos radioactivos se utilizan en la medicina nuclear, principalmente en las imágenes médicas, para estudiar el modo de acción de los medicamentos, entender el funcionamiento del cerebro, detectar una anomalía cardíaca, descubrir las metástasis cancerosas. Las radiaciones y la radioterapia.

 Las radiaciones ionizantes pueden destruir preferentemente las células tumorales y constituyen una terapéutica eficaz contra el cáncer, la radioterapia, que fue una de las primeras aplicaciones del descubrimiento de la radiactividad. En Francia, entre el 40 y el 50% de los cánceres se tratan por radioterapia, a menudo asociada a la quimioterapia. La radiactividad permite curar un gran número de personas cada año.

La protección de las obras de arte. El tratamiento mediante rayos gamma permite eliminar los hongos, larvas, insectos o bacterias alojados en el interior de los objetos a fin de protegerlos de la degradación. Esta técnica se utiliza en el tratamiento de conservación y de restauración de objetos de arte, de etología, de arqueología.

La elaboración de materiales. La irradiación provoca, en determinadas condiciones, reacciones químicas que permiten la elaboración de materiales más ligeros y más resistentes, como aislantes, cables eléctricos, envolventes termo-retractables, prótesis, etc.
Los detectores de incendio. Una pequeña fuente radioactiva ioniza los átomos de oxígeno y de nitrógeno contenidos en un volumen reducido de aire. La llegada de partículas de humo modifica esta ionización Por esta razón se realizan y se utilizan en los comercios, fábricas, despachos…detectores radioactivos sensibles a cantidades de humo muy pequeñas.

La alimentación de energía de los satélites. Las baterías eléctricas funcionan gracias a pequeñas fuentes radioactivas con plutonio 239, cobalto 60 o estroncio 90. Estas baterías se montan en los satélites para su alimentación energética. Son de tamaño muy reducido y pueden funcionar sin ninguna operación de mantenimiento durante años.
La producción de electricidad. Las reacciones en cadena de fisión del uranio se utilizan en las centrales nucleares que, en Francia, producen más del 75% de la electricidad.



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PRINCIPIOS DE RADIACTIVIDAD

Es el resultado de un cambio natural de un isotopo de un elemento hacia un isotopo de un elemento diferente. Las reacciones nucleares incluyen cambios en las partículas del núcleo de un átomo y por consiguiente causan un cambio en el átomo mismo. Todos los elementos más pesados que el bismuto (Bi) (y algunos más livianos) exhiben una radiactividad natural y por consiguiente pueden decaer en hacia elementos más livianos. Al contrario que las reacciones químicas normales que forman moléculas, las reacciones nucleares resultan en la transmutación de un elemento en un isotopo diferente o en un elemento diferente (recuerde que el número de protones d
e un átomo define el elemento, por lo tanto un cambio de un protón resulta en un cambio de un átomo). Hay tres tipos comunes de radiación y cambios nucleares:
La Radiación Alpha (α) es la emisión de una partícula alpha del núcleo de un átomo. Una partícula α contiene 2 protones y 2 neutrones (y es similar a un núcleo He: ) Cuando un átomo emite una partícula , la masa atómica del átomo disminuirá cuatro unidades (ya que 2 protones y 2 neutrones están perdidos) y el número atómico (z) disminuirá 2 unidades. Se dice que el elemento se 'transmuta' en otro elemento que es 2 z unidades más pequeño.
La Radiación Beta (β) es la transmutación de un neutrón (seguido de la emisión de un electrón del núcleo del átomo: ). Cuando un átomo emite una partícula β, la masa del átomo no cambiará (puesto que no hay cambio en el número total de


La Radiación Gamma (g) incluye la emisión de energía electromagnética (similar a la energía proveniente de la luz) de un núcleo de un átomo. Ninguna partícula es emitida durante la radiación gamma, y por consiguiente la radiación gamma no causa en sí misma la transmutación de los átomos. Sin embargo, la radiación (g )es emitida generalmente durante, y simultáneamente, a la disminución radioactiva α o β Los rayos X, emitidos durante la disminución beta del cobalto-60, son un ejemplo común de la radiación gamma:



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CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ELEMENTOS Y SU UBICACIÓN EN LA CLASIFICACIÓN PERIÓDICA

Sobre la base de su configuración electrónica, los elementos químicos se pueden clasificar en cuatro grupos:

a)Gases nobles: presentan su  órbita electrónica externa completa con ocho electrones, con excepción del He, que tiene dos electrones. En ellos, la estructura electrónica externa es s2 p6, salvo en el He, que es s2 por tener un solo nivel de energía. Ocupan el grupo 18 de la Tabla Periódica.

b) Elementos representativos: son aquellos que tienen su órbita externa incompleta. El electrón diferencial se encuentra en los subniveles s o p. comprende a los elementos que ocupan los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16 y 17 de la Tabla Periódica.

c) Elementos de transición: se caracterizan por presentar sus dos últimas órbitas incompletas. El electrón diferencial se ubica en los subniveles d. Esto significa que el electrón que se agrega lo hace en su anteúltima órbita. Corresponden a esta clase los elementos de los grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12 de la Tabla Periódica.

d) Elementos de transición interna: son los que presentan sus tres últimas órbitas incompletas. El electrón diferencial se halla en el subnivel f, es decir, que se incorpora a la antepenúltima órbita. Constituyen las denominadas tierras raras (lantánidos y actínidos) ubicadas generalmente al pie de la Tabla.

En base a esta clasificación, en la Tabla Periódica encontramos cuatro bloques fundamentales s, p, d, y f.

En forma esquemática:



Bloque: conjunto de elementos que tienen su electrón diferencial en un mismo subnivel de energía.



Ejemplos:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2, la clase a la que pertenece el elemento es Bloque s.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p3, la clase a la que pertenece el elemento es Bloque p.

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d3, la clase a la que pertenece el elemento es Bloque d.

58Ce: [54Xe]6s24f2, la clase a la que pertenece el elemento es Bloque f



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PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD DE HUND

La regla de Hund  es una regla empírica obtenida por Friedrich Hund en el estudio de los espectros atómicos que enuncia lo siguiente:
Al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula mini atómica es más estable (tiene menos energía)  cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o anti paralelos).


También se denomina así a la regla de máxima multiplicidad de Hund
Cuando varios electrones están descritos por orbitales degenerados, la mayor estabilidad energética es aquella en donde los espines electrónicos están desapareados (correlación de espines).

UN POCO MAS DEFINIDO

Si dos o más electrones de un mismo átomo tienen los mismos valores en sus números cuánticos principales ( n ) y en sus números cuánticos secundarios ( l ) , entonces tendrán iguales valores de spin ( s ) siempre y cuando no se trasgreda el principio de exclusión (de Pauli). Para aquellos que no pueden entender tanta palabrería pueden tomarlo así: El principio del microbús (guagua, micro, bus o algún otro nombre que tenga el transporte colectivo en tu país) Las personas (electrones) que se suban a un microbús (nº cuántico principal) tienden a sentarse en los asientos desocupados (nº cuántico magnético) de la fila más cercana a la puerta (nº cuántico secundario) antes que sentarse más al final, compartir un asiento (nº cuántico spin = +1/2), o subirse a otro microbús. 




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PRINICIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI


 El principio de exclusión de Pauli, fue desarrollado por el físico austriaco Ernst Pauli en el año 1925. Este principio de la cuántica dice que dos partículas ( concretamente fermiones) que tiene los números cuánticos con los que constan idénticos, no pueden existir.

Esto significa que dos electrones ( fermiones) que se encuentren en un átomo no podrán poseer a la vez iguales números cuánticos. Este hecho explicaría que los electrones se dispersen en capas o niveles en torno al núcleo del átomo y por lo cual, los átomos que posean mayor número de electrones ocupen mayor espacio, debido a que aumenta el número de capas de las que consta el átomo. El número máximo de electrones que puede tener una capa o nivel es de 2n^2.

Para poder describir de forma completa al electrón dentro del átomo de hidrógeno, necesitamos introducir obligatoriamente un cuarto número cuántico a los ya conocidos. Dicho cuarto número cuántico se representa por las letras ms, y es conocido como el número cuántico de spin, el cual se encuentra relacionado estrechamente con las propiedades magnéticas que presentan los electrones. El número cuántico ms, tan sólo puede tener dos valores diferentes, +1/2 o -1/2. A los electrones cuyos valores de ms son iguales, se dice que cuentan con lo que se conoce como spines paralelos, sin embargo, si los valores que presenta ms son distintos se dice que poseen spines opuestos o también llamados antiparalelos.

Para poder describir a un orbital, se necesitan tres números cuánticos ( los números n, l y ml), a la vez que un electrón que se encuentra en un átomo viene dado por una combinación de cuatro números cuánticos, los tres principales más el número ms. El principio de exclusión de Pauli nos dice que en un átomo es imposible que coexistan dos electrones con los cuatro números cuánticos idénticos. Según establece este principio, en un orbital de tipo atómico, que se encuentra determinado por los números cuánticos n, l, y ml, solamente pueden haber dos electrones: uno de ellos con un spin positivo +1/2 y otro con su contrario spin negativo -1/2.

Entonces decimos que cada uno de los tipos de orbitales solamente puede contener 2 electrones como máximos, los cuales deberán obligatoriamente tener spines contrarios. Estos electrones tendrán todos sus números cuánticos iguales , y tan sólo se diferenciarán en el número cuántico ms ( spin).

Para entenderlo mejor, cuando distribuimos los electrones por capas, representamos un orbital con una flecha hacia arriba y otra hacia abajo, lo cual nos indicará que hay dos electrones en dicho orbital, pero que poseen spines diferentes. Este tipo de representación se conoce como configuración electrónica. Para realizar dicha representación de llenado de orbitales electrónicos, se comienza llenado el orbital S,, para seguidamente continuar con el siguiente orbital. Vamos insiriendo los electrones de uno en uno hasta completar enteramente el espacio del que cuenta el orbital

El principio de exclusión de Pauli también explica la estabilidad de la que constan los orbitales atómicos, así como la presión que realiza la materia degenerada.



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PRINCIPIO DE AUFBAU O DE CONSTRUCCIÓN


En el estado fundamental de un átomo, los electrones ocupan orbitales atómicos de tal modo que la energía global del átomo sea mínima.
Se denomina principio de construcción (Aufbau) al procedimiento para deducir la configuración electrónica de un átomo, y consiste en seguir un orden para el llenado de los diferentes orbitales, basado en los diferentes valores de la energía de cada uno de ellos. Para recordarlo se utiliza el diagrama
de Möller o de las diagonales, así como la regla de la mínima energía (n+l)..


Regla del serrucho

Para llenar los orbitales correctamente, siga la dirección de la flecha tal como se muestra en la gráfica. Primero 1s, luego 2s, después sube a 2p y baja 3s, 3p y baja a 4s. En este punto, el siguiente nivel de energía más bajo no es 4p, sino que sube a 3d para luego bajar a 4p y 5s. Y así, sucesivamente.
Se le llama la regla del serrucho, debido a la acción de subir y bajar del modo descrito: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p 7d 7f




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