Diferencia entre los nodos radiales y angulares

Diferencia Principal - Radial vs Nodos Angulares

Un orbital atómico o electrónico es la región de un átomo donde se puede encontrar un electrón con mayor probabilidad. Un átomo contiene protones y neutrones en el centro del átomo, que se llama el núcleo. No hay electrones en el núcleo. Los electrones se dispersan alrededor del núcleo. Pero estos electrones están en movimiento alrededor del núcleo en rutas específicas conocidas como orbitales de electrones o capas de electrones. Estas envolturas de electrones están compuestas de sub-envolturas. Según el número cuántico de momento angular, una subshell contiene uno o más orbitales: orbital s, orbital p, orbital d, y orbital f. Estos orbitales pueden estar en diferentes planos. Cada orbital en un plano particular se conoce como lóbulo. Los electrones se encuentran dentro de estos lóbulos. Pero hay planos donde no se pueden encontrar electrones. Estos se llaman nodos. Hay dos tipos de nodos como nodos radiales y nodos angulares. La principal diferencia entre los nodos radiales y los nodos angulares es que Los nodos radiales son esféricos, mientras que los nodos angulares son típicamente planos planos.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué son los lóbulos y los nodos?
- Explicación de lóbulos y nodos.
2. ¿Qué son los nodos radiales?
- Definición, forma y determinación
3. ¿Qué son los nodos angulares?
- Definición, forma y determinación
4. Cuáles son las similitudes entre los nodos radiales y angulares
- Esquema de características comunes
5. ¿Cuál es la diferencia entre los nodos radiales y angulares?
- Comparación de diferencias clave

Términos clave: Nodo angular, Átomo, Orbital atómico, Electrónico, Concha electrónica, Lóbulo, Nodo, Núcleo, Nodo radial, Números cuánticos

¿Qué son los lóbulos y los nodos?

En primer lugar, entendamos bien qué es un lóbulo. Como se explicó en la introducción, los átomos están compuestos de protones, neutrones y electrones. Los protones y los neutrones residen en el centro del átomo, que se llama el núcleo. Pero no hay electrones en el núcleo. Los electrones están en un movimiento continuo alrededor del núcleo. No se mueven en caminos aleatorios. Hay caminos específicos donde se pueden ubicar los electrones. Estos son conocidos como conchas de electrones. Una capa de electrones es una región donde un electrón puede residir con la mayor probabilidad.

Los depósitos de electrones están ubicados a diferentes distancias del núcleo. Tienen energías específicas, discretas. Por lo tanto, estas envolturas de electrones también se conocen como niveles de energía. Estos se denominan K, L, M, N, etc. a partir del más cercano al núcleo. La capa de electrones más pequeña tiene la energía más baja..

Todas y cada una de las envolturas de electrones se caracterizan utilizando números cuánticos. Las conchas de electrones tienen subcasas. Estas subcasas están compuestas de orbitales. Estos orbitales son diferentes entre sí según el momento angular de los electrones en esos orbitales. Estos orbitales también tienen diferentes formas. Las sub shells se nombran como s, p, d y f.

Sub shelles tienen lóbulos (orbitales) en diferentes planos. Los lóbulos son las regiones donde residen los electrones. El tamaño, la forma y el número de estos lóbulos son diferentes entre sí para diferentes orbitales.

Figura 1: diferentes lóbulos de los orbitales

Como se muestra en la imagen de arriba, los lóbulos están ubicados en diferentes planos. Los planos donde no se puede ver un orbital se llaman nodos. No hay electrones en los nodos. Por lo tanto, los nodos son las regiones donde hay una probabilidad cero de encontrar un electrón. Por ejemplo, como se indica en la imagen anterior, no hay orbitales para los planos d_xz y d_yz para la d_xy orbital.

¿Qué son los nodos radiales?

Los nodos radiales son regiones esféricas donde la probabilidad de encontrar un electrón es cero. Esta esfera tiene un radio fijo. Por lo tanto, los nodos radiales se determinan radialmente. Los nodos radiales se producen a medida que aumenta el número cuántico principal. El número cuántico principal representa capas de electrones..

Cuando se encuentran nodos radiales, se puede usar la función de densidad de probabilidad radial. La función de densidad de probabilidad radial proporciona la densidad de probabilidad para que un electrón esté en un punto ubicado la distancia r del protón. La siguiente ecuación se usa para este propósito..

Ψ (r, θ, Φ) = R (r) Y (θ, Φ)

Donde Ψ es la función de onda, R (r) es el componente radial (depende solo de la distancia desde el núcleo) e Y (θ, φ) es el componente angular. Un nodo radial ocurre cuando el componente R (r) se convierte en cero.

¿Qué son los nodos angulares?

Los nodos angulares son planos (o conos) donde la probabilidad de encontrar un electrón es cero. Esto significa que nunca podemos encontrar un electrón en un nodo angular (o en cualquier otro). Mientras que los nodos radiales están ubicados en radios fijos, los nodos angulares están ubicados en ángulos fijos. El número de nodo angular presente en un átomo está determinado por el número cuántico de momento angular. Los nodos angulares se producen a medida que aumenta el número de cantidad de momento angular.

Similitudes entre los nodos radiales y angulares

Ambos representan las regiones en los átomos donde no se puede encontrar un electrón..
Ambos tipos dependen de los números cuánticos.

Diferencia entre los nodos radiales y angulares

Definición

Nodos radiales: Los nodos radiales son regiones esféricas donde la probabilidad de encontrar un electrón es cero.

Nodos angulares: Los nodos angulares son planos (o conos) donde la probabilidad de encontrar un electrón es cero.

Forma

Nodos radiales: Los nodos radiales son esféricos.

Nodos angulares: Los nodos angulares son planos o conos..

Propiedades características

Nodos radiales: Los nodos radiales tienen radios fijos..

Nodos angulares: Los nodos angulares tienen ángulos fijos..

Número de nodos

Nodos radiales: El número de nodos radiales presentes en un átomo está determinado por el número cuántico principal.

Nodos angulares: El número de nodos angulares presentes en un átomo está determinado por el número cuántico de momento angular.

Conclusión

Los nodos son regiones en los átomos donde no se puede encontrar ningún electrón. Hay dos tipos de nodos como nodos radiales y nodos angulares. La principal diferencia entre los nodos radiales y los nodos angulares es que los nodos radiales son esféricos, mientras que los nodos angulares suelen ser planos..

Referencias:

1. “Nodos radiales”. Química LibreTexts, Libretexts, 8 de enero de 2017, disponible aquí.
2. "Orbitales electrónicos". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 19 de noviembre de 2017, disponible aquí.
3. "Orbital atómico". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 9 de diciembre de 2017, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. Orbitales de un solo electrón ”Por haade: trabajo propio, basado en varias fuentes, no bosqueja modelos generados por computadora (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia

Ciencia