Quimica Organica (3)

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el número de protones positivos en el núcleo y el número de electrones negati-
vos que rodean el núcleo es el mismo.
Aunque es extremadamente pequeño —alrededor de 10�14 a 10�15 metros
(m) de diámetro— el núcleo contiene esencialmente la masa del átomo. Los elec-
trones tienen una masa despreciable y circulan en torno al núcleo, a una distan-
cia aproximada de 10�10 m; por tanto, el diámetro de un átomo normal es de
alrededor de 2 � 10�10 m, o 200 picómetros (pm), donde 1 pm � 10�12 m. Para
dar una idea de lo diminuto que es, una línea de lápiz delgada es casi del ancho
de 3 millones de átomos de carbono. Varios químicos y bioquímicos, particular-
mente en Estados Unidos, siguen utilizando la unidad angstrom (Å), para expre-
sar distancias atómicas, donde 1 Å � 10�10 m � 100 pm, pero utilizaremos en
este libro la unidad del SI (Sistema Internacional), el picómetro.
Un átomo específico se describe por su número atómico (Z), que indica la can-
tidad de protones en el núcleo del átomo, y el número de masa (A), el cual da la
cantidad total de protones más los neutrones en el núcleo. Todos los átomos de
un elemento dado tienen el mismo número atómico —1 para el hidrógeno, 6 pa-
ra el carbono, 15 para el fósforo, y así sucesivamente—, pero pueden tener dife-
rentes números de masa, dependiendo de la cantidad de neutrones que
contengan; los átomos con el mismo número atómico pero diferentes números
de masa se llaman isótopos. La masa ponderada promedio en unidades de ma-
sa atómica (uma) de los isótopos de un elemento en estado natural se conoce co-
mo masa atómica (o peso atómico), 1.008 uma para el hidrógeno, 12.011 uma
para el carbono, 30.974 uma para el fósforo, y así sucesivamente.
1.2 Estructura atómica: orbitales
¿Cómo están distribuidos los electrones en un átomo? Recordará de su curso de
química general, de acuerdo con el modelo mecánico cuántico, que el compor-
tamiento de un electrón específico en un átomo puede describirse por una ex-
presión matemática llamada ecuación de onda, el mismo tipo de expresión
utilizado para describir el movimiento de las ondas en un fluido. La resolución
de la ecuación de onda se llama función de onda, u orbital, y se representa con la
letra griega psi, �.
Al graficar el cuadrado de la función de onda, �2, en el espacio tridimensio-
nal, el orbital describe el volumen del espacio alrededor del núcleo donde es más
probable encontrar el electrón. Piense en el orbital como una fotografía del áto-
mo tomada con baja velocidad de obturador: el orbital debería aparecer como
una nube borrosa indicando la región del espacio alrededor del núcleo donde ha
estado el electrón; esta nube del electrón no tiene una frontera definida, pero pa-
ra fines prácticos podemos establecer los límites diciendo que un orbital repre-
senta el espacio en que está un electrón la mayor parte (90 a 95 por ciento), de
su tiempo.
Núcleo (protones + neutrones)
Volumen ocupado por los electrones
en órbita alrededor del núcleo
Figura 1.2 Una vista esquemá-
tica de un átomo. El núcleo den-
so y con carga positiva contiene
la mayor parte de la masa del
átomo y está rodeado por elec-
trones con carga negativa. La
vista tridimensional a la derecha
muestra las superficies calcula-
das de la densidad del electrón,
la cual aumenta uniformemente
hacia el núcleo y es 40 veces
más grande en la superficie lisa
de color azul que en la superficie
cuadriculada de color gris.
4 CAPÍTULO 1 Estructura y enlaces
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	Química Orgánica 
 
	1 Estructura y enlaces
	1.2 Estructura atómica: orbitales