Nube Electrónica
La nube electrónica es la región alrededor del núcleo donde es probable encontrar los electrones de un átomo, en lugar de la idea de órbitas fijas.
Definition
La nube electrónica es la región difusa alrededor del núcleo donde es probable encontrar los electrones de un átomo; los electrones se mueven tan rápido e impredeciblemente que los imaginamos como una nube en lugar de puntos en trayectorias fijas. La nube es más densa donde es más probable encontrar un electrón, y está organizada en niveles de energía con los electrones de valencia en el más externo. En el modelo mecánico cuántico, cada electrón se describe mediante una función de onda $\psi$, y $|\psi|^2$ da la densidad de probabilidad de encontrarlo en un punto; los orbitales ($s$, $p$, $d$, $f$) son las formas que encierran la mayor parte de esa probabilidad, y el principio de incertidumbre de Heisenberg prohíbe asignarle a un electrón una trayectoria definida.
Example
Un aspa de ventilador girando rápido se ve como una mancha borrosa sólida, y la nube electrónica es esa mancha: el electrón está ahí en algún lugar, pero no puedes señalar un punto exacto. En el hidrógeno la nube es una esfera de aproximadamente $0.1\text{ nm}$ de diámetro, con el electrón más probable a unos $0.053\text{ nm}$ del núcleo. Un orbital $1s$ es esférico mientras que los tres orbitales $2p$ tienen forma de pesas a lo largo de los ejes $x$, $y$ y $z$, y el enlace del carbono en el metano, $CH_4$, viene de mezclar sus nubes $2s$ y $2p$ en cuatro híbridos $sp^3$ que apuntan hacia las esquinas de un tetraedro.
Key Insight
Los electrones no giran alrededor del núcleo como planetas alrededor del sol; el modelo de Bohr sobrevive en los libros de texto porque es fácil de dibujar, pero falla para cualquier átomo con más de un electrón. La nube determina el tamaño de un átomo, así que cuando dos átomos chocan, nube toca nube, y son las formas de los orbitales, más que las órbitas, las que predicen la geometría molecular.