¿Cómo giran los electrones en los orbitales p de forma compleja?

Primero, como químico profesional, la mayoría de los químicos con los que hablo todavía usan “orbitales”. El orbital que vemos en los diagramas es la representación de la función de onda que es una solución a la ecuación de Schrödinger. Los dos lóbulos de un orbital ap son de fase opuesta (es decir, uno es una cresta, el otro es un canal) y el orbital tiene un momento angular neto orbital. Eso es TODO lo que realmente sabemos. Sin embargo, la relación de fase es importante químicamente porque de ella se puede llegar a las reglas de Woodward Hoffmann que dirigen la estereoquímica de ciertas reacciones electrocíclicas.

Casi todo lo que lees es pura opinión / conjetura. Mi opinión personal es que la posición del electrón en un estado estacionario orbital es un concepto sin sentido. La onda simplemente define los términos de energía y momento necesarios para mantener el estado estacionario y evitar la emisión de radiación electromagnética como lo requiere superficialmente la teoría electromagnética de Maxwell. Debido a que la energía y el momento están tan especificados, la posición y el tiempo específico son infinitamente inciertos desde el principio de incertidumbre.

Si desea algo un poco más conjetural, en mi opinión, contrario a lo que generalmente se sostiene, los orbitales p del estado fundamental tienen una energía más baja que los orbitales s correspondientes. Si desea ver la evidencia, vea IJ Miller 1987. La cuantificación de la constante de detección. Aust J. Phys. 40 : 329-346. La aparición de (2 \ U0001d4c1 + 1) como factor es la coherencia con el concepto de que el electrón en un estado fundamental p orbital explora cada uno de los orbitales disponibles por período. Si bien eso no es generalmente aceptado, sigo pensando que las correlaciones, y particularmente las desigualdades, son difíciles de explicar con la explicación habitual de “detección”.

Bien, escucha … Si tuvieras que elegir entre pensar en el electrón como (a) un pequeño objeto en forma de bola que se acerca al núcleo en una trayectoria caótica pero definida que de alguna manera está contenida en la forma de su orbital, vs. (b ) una nube indiferenciada de “electrones”, la mayoría de los cuales toma la forma del orbital, bien podría argumentarse que la opción más sensata es (b). Simplemente piense en el orbital como la forma de ese electrón en particular, no como algo relacionado con el “camino” de un objeto similar a un punto.

Los orbitales no nos dicen cómo se mueve un electrón, solo dónde es probable que esté.

La física cuántica es rara. Werner Heisenberg incluso descubrió que si sabes con precisión dónde está una partícula, no puedes saber si es velocidad. De manera muy similar, un orbital (que en realidad es solo una fórmula matemática) puede decirnos dónde se puede encontrar un electrón, pero no cómo se mueve. Esto no es solo para el p, sino también para el simple orbital s. Y puede volver a ser contra intuitivo: ¡usando otras técnicas es posible determinar que un electrón en un orbital s no orbita el núcleo!

Normalmente pensamos que el tamaño de un objeto significa que también tiene una posición definida.

Y normalmente pensamos en un objeto con una propiedad de tamaño que no tiene una posición definida, lo que significa que tiene uno pero que simplemente no sabemos cuál es.

Y normalmente pensamos que no poder determinar algo por algún medio práctico no implica que lo que buscamos no exista.

Entonces, por esta cadena de implicación, imaginamos que tenemos un control de lo que significa existir, estos conceptos nos dan un rango de significado para la palabra que nos sirve bien.

Pero no tenemos ninguna razón para creer que al explorar los fundamentos de la realidad, nuestros conceptos no tendrán que ser revisados, alterados radicalmente o incluso abandonados.

En particular, las construcciones del lenguaje que utilizamos conllevan implicaciones, inferencias implícitas que son cuestionables.

Es solo una suposición de que el diámetro de un electrón, el espacio en el que se mueve y el espacio de su mundo, son compatibles.

Estamos acostumbrados a incrustar estos modelos para hacer una jerarquía, pero eso resulta ser incorrecto.

Los objetos se reemplazan por densidades que deben integrarse para recuperar el único objeto.

Así como el objeto mismo ha sido desterrado, también lo hace su bagaje conceptual de ubicación e historia.

Fluctuación cuántica

El orbital p es un espacio que puede ocupar un electrón excitado. No podemos saber cómo se mueve el electrón dentro del espacio, excepto que hay una distribución radial y una distribución angular. También hay un nodo (un plano) que separa dos lóbulos del orbital. El resultado es que el orbital tiene direccionalidad que es importante para la geometría de enlace químico.

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