Cómo comparar la estabilidad de una molécula con otra.

Answer 1

Bueno, esto tiene que ver con cómo los átomos se unen en moléculas. Permítame explicarle:

Di, tienes un átomo. Como usted probablemente sabe, tiene un núcleo, y luego unos cuantos electrones se enfrían afuera. El número de estos electrones es el mismo que el número de protones en el núcleo, que generalmente se denota como el número atómico de un átomo.

Ahora, la cosa es, estos electrones se organizan en capas. Diferentes capas contienen un número diferente de electrones. El primero tiene 2, el segundo tiene 8, el tercero tiene 18 y así sucesivamente.

Los electrones siempre se esfuerzan por estar en la capa más baja posible. Así que, en general, están en la capa más baja posible.

Ahora, hay muchas complicaciones a las que no llegaré, pero esta es la esencia de esto. Sin embargo, tenga en cuenta que esto es una simplificación excesiva: hay muchas más reglas y mucho más que decir, haga su propia investigación si lo desea, pero la información que acabo de proporcionarle solo se aplica a elementos de números relativamente bajos. Las complicaciones comienzan cuando pasas Argon.

Ahora, normalmente representamos la distribución de electrones en un átomo como este. La siguiente es la distribución de electrones de litio:
2: 1
Así que tiene 2 electrones en la capa más baja y 1 en la más externa. Tiene 1 electrón de valencia. Probemos el nitrógeno. Cuenta con 7 electrones, por lo que su distribución será:
2: 5
¿Qué tal, digamos, Silicon? Ese tiene 14 electrones, entonces:
2: 8: 4
Y finalmente, hagamos oxígeno. 8 electrones, entonces
2: 6

Ahora, el átomo en su conjunto quiere tener la capa exterior llena. Es un poco como un bloqueo: si la capa exterior está llena, no quiere más. Del mismo modo, si empiezo a comer oreos, voy a seguir comiendo hasta que esté lleno. Entonces, si alguien quiere darme otro oreo, lo rechazaré, porque estoy lleno.
Por lo tanto, el oxígeno generalmente se esfuerza por tener una capa externa completa, como esta:
2: 8
Por eso necesita dos electrones adicionales.
¿Y qué pasa después? Bueno, cuando dos átomos de oxígeno se encuentran, forman lo que se llama un enlace convalente. Lo que pasa es que “comparten” los electrones. Los electrones permanecen en algún lugar entre uno y otro, y como tal se cuentan por ambos.
Entonces, cada átomo de oxígeno comparte dos de sus electrones con el otro, formando lo que se conoce como un doble enlace.
¡Cada oxígeno ahora tiene dos electrones adicionales, que ahora están bloqueados (y estables)!

Pero ¿qué pasa con el ozono?
Bueno, es un tipo raro e inestable.
Mira, la cosa es que, después de esos dos enlaces de oxígeno, no hay espacio para un tercero. Los dos están cerrados. Así que cuando un tercer oxígeno se une a la mezcla, es raro.

Básicamente, el átomo en el centro debe, en primer lugar, perder un electrón. Esto lo convierte en un ión, y es algo que no suele suceder con el oxígeno. Especialmente la parte perdida.
Ahora, a un oxígeno le falta un electrón y un par de oxígenos que esperan unirnos a él. El primero se une, comparte un par de electrones y luego se llena. Pero al otro todavía le falta uno. Entonces comparte su electrón con el último hidrógeno, que ahora es el que falta un electón.

Así que el centro de hidrógeno deja de compartir con el primero y le da su electrón a éste. Pero luego, al primero le falta un electrón, por lo que simplemente deja de compartir con este y … Básicamente, es un desastre. Sigue cambiando entre dar el electrón a uno y al otro. Y en general, a la molécula en su conjunto le falta un electrón, lo que le otorga una ligera carga positiva en el centro.

Pero ¿qué significa esto? Bueno, primero que todo, veamos cómo se forma el ozono. Para formarse, primero hay que perder un electrón. Esto suele ocurrir debido a la luz ultravioleta: un fotón golpea un electrón y lo libera del átomo. Entonces, el campo magnético de la tierra lo expulsa. Pero luego, obtienes una concentración de ozono en la atmósfera, así como algunos electrones sueltos. Cuando esos electrones chocan contra un átomo de ozono, regresa al átomo de dioxígeno original y un átomo de oxígeno suelto, que en principio se unirían con otro para formar, nuevamente, más dioxígeno.

Pero no necesitas un electrón para chocar con él para que deje de ser así. La mayoría de las condiciones a las que se somete oxígeno regular serían suficientes. Solo mira el metal. Debido a su apetito por los electrones, el ozono es mucho mejor en la unión con metales que el dioxígeno.

¿Qué significa esto? Bueno, significa que el ozono es una molécula que es muy fácil de romper. Y esto es lo que lo hace tan inestable.

Ahora, en la mayoría de los casos, puede determinar la estabilidad de una molécula observando la mayoría de sus enlaces, así como la carga general del átomo. El ozono es un electrón por debajo de tener una carga eléctrica neutral, lo que contribuye a su inestabilidad, por ejemplo.

Descargo de responsabilidad: no soy un físico o químico ni nada, si hay un error en mi explicación (que probablemente haya) no dude en comentar o sugerir una edición.