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Diagrama de moeller

diagrama de Moeller
Diagrama de moeller
El diagrama de Moeller o método de la lluvia es un método gráfico y mnemotécnico para aprender la regla de Madelung, es decir, cómo escribir la configuración electrónica de un elemento. Se caracteriza por trazar diagonales a lo largo de las columnas de los orbitales, y siguiendo la dirección de la flecha establece el orden apropiado de éstas para un átomo.

Diagrama de moeller

En algunas partes del mundo el diagrama de Moeller es también conocido como el método de la lluvia. A través de él, se define un orden en el llenado de los orbitales, que también se definen por los tres números cuánticos n, l y ml.
Un simple diagrama de Moeller se muestra en la imagen de arriba. Cada columna corresponde a diferentes orbitales: s, p, d y f, con sus respectivos niveles de energía. La primera flecha indica que el llenado de cualquier átomo debe comenzar con el orbital 1s.

Por lo tanto, la siguiente flecha debe comenzar con el orbital 2s, y luego el 2p a través del orbital 3s. De esta manera, como si fuera una lluvia, se anotan los orbitales y el número de electrones que contienen (4l+2).

El diagrama de Moeller representa una introducción para aquellos que estudian las configuraciones electrónicas.

¿Qué es el diagrama de Moeller?

La regla de Madelung

Debido a que el diagrama de Moeller consiste en una representación gráfica de la regla de Madelung, es necesario saber cómo funciona esta última. El relleno de las órbitas debe obedecer a las dos reglas siguientes:

-Los orbitales con los valores más bajos de n+l se llenan primero, siendo n el número cuántico principal, y l el momento angular orbital. Por ejemplo, el orbital 3d corresponde a n=3 y l=2, por lo tanto, n+l= 3+2=5; mientras que el orbital 4s corresponde a n=4 y l=0, y n+l= 4+0=4. De lo anterior se establece que los electrones llenan el orbital 4s primero que el 3d.

-Si dos orbitales tienen el mismo valor de n+l, los electrones ocuparán primero el de menor valor de n. Por ejemplo, el orbital 3d tiene un valor de n+l=5, al igual que el orbital 4p (4+1=5); pero como el 3d tiene el valor más bajo de n, se llenará primero que el 4p.

De las dos observaciones anteriores, se puede llegar al siguiente orden de llenado del orbital: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p.

Siguiendo los mismos pasos para diferentes valores de n+l para cada órbita, se obtienen las configuraciones electrónicas de otros átomos; que a su vez también pueden ser determinadas gráficamente por el diagrama de Moeller.

Pasos a seguir

La regla de Madelung establece la fórmula n+l, con la que la configuración electrónica puede ser “armada”. Sin embargo, como ya se ha dicho, el diagrama de Moeller ya lo representa gráficamente, por lo que basta con seguir sus columnas y dibujar diagonales paso a paso.

¿Cómo se inicia entonces la configuración electrónica de un átomo? Para ello, hay que conocer primero su número atómico Z, que por definición para un átomo neutro es igual al número de electrones.

Así, con Z obtenemos el número de electrones, y con esto en mente comenzamos a dibujar diagonales por el diagrama de Moeller.

Las órbitas s pueden contener dos electrones (aplicando la fórmula 4l+2), los p seis electrones, los d diez y los f catorce. Se detiene en la órbita donde el último electrón dado por Z ha sido ocupado.

¿Para qué sirve el diagrama de Moeller?

Este método se desarrolló como una regla mnemotécnica para que la configuración electrónica de un átomo pueda expresarse según el principio de Aufbau. Esto implica que los electrones se integran en un orden especial uno por uno en cada órbita disponible tomando como referencia sus niveles de energía.

De esta manera, los primeros orbitales se conectan con los electrones de menos energía y los últimos orbitales se asocian con los electrones de más energía presentes en el átomo.