Instrucciones
Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.
- En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
- A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
- "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
- Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
- Acercar +, acerca el modelo.
- Acercar -, aleja el modelo.
- Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
- Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
- Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
- Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
- Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
- Simetría, muestra los planos de simetría en la molécula.
- Editar, puede editar la molécula agragando o quitando átomos y enlaces.
- Superficie VDW, la superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
- PEM es el mapa de potencial electrostático.
- Carga parcial calcula la carga parcial de cada átomo.
- Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
- Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
- Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
- Hibridación sp, sp2 y sp3, para ver la hibridacion del átomo de carbono.
- Anillo aromático, muestra los anillos aromáticos.
- Heteroátomo, muestra los heteroátomos en heterociclos.
- C quiral (nomenclatura R/S) y E/Z para isomería geométrica en alquenos, los descriptores R/S permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración (la disposición espacial de los sustituyentes) de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogénico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes. Se añade R o S entre paréntesis como prefijo delante del nombre de la molécula orgánica. En caso de ser más de uno el centro estereogénico, separados por coma se indica el descriptor R o S de cada uno, precedido del número o localizador que identifica su posición.
- Invertir R/S, para cambiar la quiralidad.
- Nomenclatura E/Z en Alquenos, el sistema tradicional para nombrar los isómeros geométricos de un alqueno, en el que los mismos grupos están dispuestos de manera diferente, es nombrarlos como cis o trans. Sin embargo, es fácil encontrar ejemplos donde el sistema cis-trans no se aplica fácilmente.
- N electrones, O electrones y S electrones, para ver los electrones libres del nitrógeno, oxígeno y azufre.
- C primario, C secundario, C terciario, C cuaternario, identifica la clasificación de los átomos de carbono.
- Dadores y aceptores de puentes de hidrógeno, señala los átomos que pueden dar o aceptar puentes de hidrógeno
- Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.
Enlace Iónico
Sólo los electrones externos de un átomo pueden ser atraídos por otro átomo cercano. Por lo general, los electrones del interior no se afectan mucho y tampoco los electrones en las subcapas d llenas y en las f, porque están en el interior del átomo y no en la superficie.
Con la espectroscopía electrónica y de rayos X se han obtenido pruebas de la no intervención de los electrones internos. La energía requerida para separar los electrones internos de un átomo casi es independiente de si el átomo está en un compuesto o es de un elemento combinado. La energía necesaria para separar los electrones externos depende mucho del estado de combinación del átomo.
Los electrones en los niveles de energía externos son aquellos que serán utilizados en la formación de compuestos y a los cuales se les denomina como electrones de valencia.
Electrones de Valencia para Elementos Representativos
Para los elementos representativos el número de electrones de valencia corresponde al número
del grupo. Por ejemplo, el sodio tiene un electrón de valencia puesto que está ubicado en el Grupo IA, el magnesio (Grupo IIA) tiene dos, el aluminio (IIIA) tiene tres, el silicio tiene cuatro, el fósforo tiene cinco, el azufre tiene seis y el cloro tiene siete.
Electrones de Valencia para Elementos de Transición
Para los elementos de transición los electrones s (electrones en orbitales s) de los niveles de energía más externos son utilizados en la formación de compuestos al igual que los electrones de orbitales d. Para la primera mitad de la serie de transición, todos los electrones d son electrones de valencia, pero a pesar de esto solamente algunos de los electrones d son utilizados, siendo seis el número máximo.
Por tanto, podemos decir que el escandio (Sc) en el grupo IIIB tiene tres electrones de valencia, el titanio (Ti) tiene cuatro, el vanadio (V) tiene cinco, el cromo (Cr) tiene seis y el manganeso (Mn) tiene siete.
Kernel
Para los elementos representativos, a menudo es conveniente presentar los electrones de valencia en un átomo utilizando la notación denominada kernel o notación electrónica de punto. En esta notación el símbolo para un elemento es usado para representar el núcleo y todos los electrones internos y el punto para representar cada electrón de valencia. Encontraremos este método muy útil cuando se discuta el enlace entre átomos para formar compuestos.
Electrones de valencia IA-IVA
Electrones de valencia VA-VIIIA
Electrón Diferencial
El electrón diferencial en un átomo es el electrón que hace que un átomo sea diferente del átomo anterior a él en la tabla periódica. Puede también decirse que es el último electrón que se va agregando al construir la tabla periódica siguiendo el orden de aufbau. En general, para los elementos representativos el electrón diferencial esta en el orbital s o p, para los elementos de transición el electrón diferencial se encuentra en el orbital d (con algunas excepciones como en el caso del Grupo VIB y IB tal como se dijo anteriormente) y para los elementos de transición interna el electrón diferencial está en el orbital f, con algunas excepciones como se explicó anteriormente. Tenga en cuenta que recorriendo un periodo en la tabla, el electrón diferencial está en el nivel de energía más externo en los elementos representativos; en los elementos de transición en el nivel de energía más bajo y para los elementos de transición interna dos niveles de energía todavía más bajos.
Simulador
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Guía de Estudio
Electrones de Valencia y Enlace Químico
Quiz (Respuestas Cortas)
- ¿Qué son los electrones de valencia y dónde se ubican en un átomo?
- ¿Cómo se determina el número de electrones de valencia para los elementos representativos? Proporcione un ejemplo.
- ¿En qué se diferencia la determinación de electrones de valencia para los elementos de transición en comparación con los elementos representativos?
- Explique brevemente el propósito de la notación kernel o de punto al representar los electrones de valencia.
- ¿Qué es el "electrón diferencial" y en qué orbitales se encuentra generalmente para los elementos representativos?
- Según el texto, ¿qué evidencia apoya la idea de que los electrones internos no se involucran directamente en la formación de compuestos?
- Mencione dos funcionalidades que ofrece el simulador interactivo para determinar el electrón diferencial
Clave de Respuestas del Quiz
- Los electrones de valencia son los electrones que se encuentran en los niveles de energía más externos de un átomo. Son los electrones que principalmente participan en la formación de enlaces químicos con otros átomos.
- Para los elementos representativos, el número de electrones de valencia corresponde directamente al número del grupo en la tabla periódica. Por ejemplo, el cloro (Cl) se encuentra en el Grupo VIIA y tiene siete electrones de valencia.
- En los elementos de transición, los electrones s del nivel de energía más externo y algunos electrones d se consideran electrones de valencia para la formación de compuestos, con un máximo de seis electrones d que pueden utilizarse. En los representativos, solo los electrones del nivel más externo son de valencia.
- La notación kernel utiliza el símbolo del elemento para representar el núcleo atómico y los electrones internos, mientras que los electrones de valencia se representan mediante puntos alrededor del símbolo. Esto simplifica la visualización de los electrones que participan en los enlaces.
- El electrón diferencial es el último electrón que se añade a un átomo al construir la tabla periódica según el principio de aufbau, diferenciándolo del elemento anterior. Para los elementos representativos, este electrón generalmente se encuentra en un orbital s o p.
- La espectroscopía electrónica y de rayos X ha demostrado que la energía necesaria para separar los electrones internos de un átomo es casi independiente de si el átomo está en un compuesto o no, lo que sugiere que no están directamente involucrados en el enlace. En contraste, la energía para separar los electrones externos sí varía.
- El simulador permite visualizar el diagrama orbital de los elementos en dónde se puede observar el órden de llanado de los subniveles.
Preguntas de Ensayo
- Discuta la importancia de los electrones de valencia en la formación de enlaces químicos iónicos y covalentes. ¿Cómo difiere el papel de los electrones de valencia en estos dos tipos de enlace?
- Explique con detalle cómo se determina el número de electrones de valencia para los elementos representativos y los elementos de transición. Incluya ejemplos específicos para ilustrar las reglas generales y las posibles excepciones mencionadas en el texto.
- Describa las diversas funcionalidades que ofrece el simulador interactivo presentado en el texto y analice cómo estas herramientas pueden facilitar la comprensión de la estructura molecular y el enlace químico.
Glosario de Términos Clave
- Electrones de Valencia
- Los electrones que se encuentran en el nivel de energía más externo de un átomo y que son los principales responsables de la formación de enlaces químicos.
- Elementos Representativos
- Los elementos que pertenecen a los grupos IA a VIIIA (o 1, 2 y 13 a 18) de la tabla periódica, en los cuales los orbitales s y p del nivel de energía más externo se están llenando.
- Elementos de Transición
- Los elementos que pertenecen a los grupos IIIB a XIIB (o 3 a 12) de la tabla periódica, caracterizados por el llenado de los orbitales d.
- Kernel (o Notación Electrónica de Punto)
- Una representación simplificada de un átomo donde el símbolo del elemento representa el núcleo y los electrones internos, y los puntos alrededor del símbolo representan los electrones de valencia.
- Electrón Diferencial
- El último electrón que se añade a la configuración electrónica de un átomo al avanzar un lugar en la tabla periódica, siguiendo el orden de aufbau.
- Orbital s
- Un tipo de orbital atómico con forma esférica, capaz de contener un máximo de dos electrones.
- Orbital p
- Un tipo de orbital atómico con forma de mancuerna, presente en grupos de tres orbitales mutuamente perpendiculares, cada uno capaz de contener un máximo de dos electrones (seis en total).
- Orbital d
- Un tipo de orbital atómico con formas más complejas, presente en grupos de cinco orbitales, cada uno capaz de contener un máximo de dos electrones (diez en total).
- Orbital f
- Un tipo de orbital atómico con formas aún más complejas, presente en grupos de siete orbitales, cada uno capaz de contener un máximo de dos electrones (catorce en total).
- Espectroscopía Electrónica y de Rayos X
- Técnicas analíticas que estudian la interacción de la radiación electromagnética con los electrones de un material para obtener información sobre su estructura electrónica y composición.
- Simulador
- Una herramienta computacional interactiva que permite modelar y visualizar fenómenos o entidades, en este caso, el diagrama orbital de los elementos.