¿Qué es un Diagrama de Moeller?

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Diagrama de Moeller

Diagrama de Moeller, ¿qué es?

Se conoce como Diagrama de Moeller al método mnemotécnico y gráfico con el cual se puede escribir la configuración electrónica de los elementos de la tabla periódica. Su característica principal es que traza una serie de diagonales, intersectando las columnas de los orbitales. De esa manera, siguiendo la dirección de esa misma flecha, se puede establecer cuál es el orden apropiado de los mismos dentro de un átomo. Los orbitales están definidos por los números cuánticos n, l y ml.

Existen personas que conocen este método como “método de la lluvia”. También es importante aclarar que el Diagrama de Moeller utiliza la Regla de Madelung para poder ser establecido.

¿Qué es la Regla de Madelung?

Es difícil explicar cómo funciona este Diagrama sin explicar previamente en que consiste la Regla de Madelung, es necesario conocer cómo funciona esta última. Esta regla establece que:

  • Aquellos orbitales con valores menores a n+l se deben llenar primero, con n siendo el número cuántico principal, y l el momento angular orbital.

    Ejemplo: El orbital 3d le corresponde a n=3 y l=2, por lo tanto, n+l= 3+2=5. Por otro lado, el orbital 4s le corresponde a n=4 y l=0, y n+l= 4+0=4. Tomando ambas cosas, es posible establecer que los electrones llenarán el orbital 4s antes que el 3d.
  • En el case de que dos orbitales cuenten con el mismo valor a n+l, los electrones deberán primero ocupar aquel con menor valor de n.

    Ejemplo: El orbital 3d tiene un valor de n+l=5, igual que el orbital 4p (4+1=5). Sin embargo, como el valor de 3d es el menor valor de n, el espacio que llenará primero será el 4p.
  • Tomando las dos observaciones previas, es posible llegar a este orden de de llenado de los orbitales: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p. Por otro lado, y siguiendo los mismos pasos para los diferentes valores de n+l dentro de cada orbital, es posible obtener las configuraciones electrónicas de otros átomos, de las cuales se pueden establecer de manera gráfica utilizando el Diagrama de Moeller.

Pasos a seguir para hacer un Diagrama de Moeller

Según lo establecido por la regla de Madelung, la fórmula n+l es la que debe utilizarse para armar la configuración electrónica. Sin embargo, como explicamos anteriormente, el Diagrama de Moeller ya es una representación gráfica de esto, de manera que basta seguir sus columnas y diagonales para poder entenderlo.

Para poder conocer la conficuración electrónica de un átomo se debe conocer cuál es su númer atómico (Z), el cuál es el mismo que su número de electrones, en el caso de un átomo neutro. La cantidad de electrones es lo que se debe tener en cuenta a la hora de trazar las diagonales en este Diagrama.

Aplicando la fórmula 4l+2, los orbitales s cuentan con la posibilidad de alojar dos electrones, seis electrones para los p, diez en el caso de los d y catorce para los f. El orbital en dónde esté ocupado el último electrón que de Z es donde se debe detener la flecha.

Ejemplo de Diagrama de Moeller

Para ejemplificar el Diagrama de Moeller, utilizaremos el el elemento Fósforo (P). Este tiene un Z=15, por lo tanto cuenta con 15 electrones en total. Como explicamos anteriormente, estos deben ser ocupados en los orbitales.

  • Para empezar, utilizaremos la configuración 1s² 2s², la cual contiene 4 electrones. Eso significa que aún hacen falta 9 electrones más.
  • La siguiente flecha deberá entrar por el 2p, la cual deberá caer en el 3s. En el caso de los orbitales 2p, estos pueden ocupara cayendo finalmente en el orbital 3s. Ya que los orbitales 2p pueden ocupar hasta 6 electrones y 2 electrones por parte de los 3s, obtenemos así: 1s² 2s² 2p6 3s².
  • Los últimos 3 electrones van a ocupar el orbital 3p. Eso significa que, según el Diagrama de Moeller, la configuración electrónica del fósforo será: 1s² 2s² 2p6 3s² 3p³.
Diagrama de Moeller
Diagrama de Moeller

 

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