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¿Se puede imaginar que solo en los estados más bajos nuestros átomos muestran lo que llamamos moléculas, y que el estado inmediatamente superior es...

¿Se puede imaginar que solo en los estados más bajos nuestros átomos muestran lo que llamamos moléculas, y que el estado inmediatamente superior es ya otra cosa? Esto no es así. En realidad, el estado más bajo viene seguido de una numerosa serie de niveles que no implican cambios en la configuración global, sino que corresponden a aquellas pequeñas vibraciones entre átomos que hemos mencionado en el apartado anterior. También ellas están cuantizadas, pero con saltos comparativamente pequeños entre un nivel y el siguiente. En consecuencia, los impactos de las partículas del baño térmico pueden bastar para provocar vibraciones ya a una temperatura bastante baja. Si la molécula es una estructura extensa, podemos imaginar esas vibraciones como ondas sonoras de alta frecuencia que cruzan la molécula sin alterarla. La primera corrección no es, pues, muy seria: debemos pasar por alto la microestructura vibratoria del esquema de niveles. El término nivel inmediatamente superior debe entenderse como indicación del próximo nivel que corresponde a un cambio significativo de configuración. La segunda corrección es mucho más difícil de explicar, porque hace referencia a ciertas características esenciales, pero harto complicadas, del esquema de los niveles significativamente diferentes. La libre transición entre dos de ellos puede ser obtenida de forma totalmente independiente del requerido suministro energético. En efecto, puede ser obstruida incluso desde un estado más elevado a un estado más bajo. Empecemos por los hechos empíricos. Los químicos saben que el mismo grupo de átomos puede unirse de más de una manera para formar una molécula. Tales moléculas son denominadas isómeros (formadas por las mismas partes; ισoς = igual, µερoς = parte). La isomería no es una excepción, sino la regla. Cuanto mayor es la molécula, más alternativas isoméricas se le ofrecen. En la figura 1 se muestra uno de los casos más simples, los dos tipos de alcohol propílico o propanol, cuyas moléculas tienen ambas 3 carbonos (C), 8 hidrógenos (H), y un oxígeno (O). Este último puede ser interpuesto entre cualquier hidrógeno y su carbono, pero solamente los dos casos mostrados en la figura son sustancias diferentes. Y lo son en la realidad. Todas sus constantes físicas y químicas son claramente diferenciables. También sus energías son distintas, representan niveles diferentes. El hecho notable es que ambas moléculas son perfectamente estables, comportándose ambas como si fueran los estados más bajos. No existen transiciones espontáneas de un estado al otro. La razón estriba en que las dos configuraciones no son configuraciones vecinas. La transición de una a otra puede tener lugar sólo a través de configuraciones intermedias que tienen una energía mayor que cualquiera de ellas. Para expresarlo rotundamente: el oxígeno tiene que ser extraído de una posición e insertado en la otra. No parece existir un medio de hacer eso sin pasar a través de configuraciones con energías considerablemente superiores. Lo que sucede se ilustra a veces como en la figura 2, en la cual 1 y 2 representan los dos isómeros, 3 el umbral entre ellos y las dos flechas las elevaciones, es decir, los aportes de energía requeridos para producir la transición del estado 1 al estado 2, o viceversa. Ahora podemos proceder ya a nuestra segunda corrección, consistente en que las transiciones de este tipo isomérico son las únicas que nos interesan para la aplicación biológica. Eso era lo que pensábamos al explicar la estabilidad en las págs. 31 y 32. El salto cuántico al que nos referimos es la transición desde una configuración molecular relativamente estable a otra. El aporte energético requerido para la transición (cantidad que indicamos por W) no es la verdadera diferencia de niveles, sino el paso desde el nivel inicial hasta el umbral. (Véanse las flechas de la figura 2.) Las transiciones en las que no existe un umbral interpuesto entre los estados inicial y final carecen totalmente de interés, y no sólo para nuestra aplicación biológica. De hecho, no tienen nada con qué contribuir a la estabilidad química de la molécula. ¿Por qué? Porque su efecto no es duradero, pasan inadvertidas. Porque, cuando se producen, son seguidas casi inmediatamente por una vuelta al estado inicial, ya que nada impide su retroceso.

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